鲨鱼皮泳衣退出奥运会舞台的原因是兴奋剂还是作弊装备?创造了世界游泳史上的奇迹,与游泳选手一起打破了很多世界纪录,但昂贵的价格也让很多普通选手望而却步,失去了与著名选手公平竞争的机会。
谁也不会想到,菲尔普斯的教练居然说出了那句发人深省的话,为鲨鱼皮退出奥运赛场敲起了警钟。我是东城观星,每周更新视频,欢迎新老朋友持续关注。一、奥运精神与高科技泳衣
给我留下最深印象的一部电影当属伊朗的那部《小鞋子》。一个伊朗的小男孩,为了给自己和妹妹赢回一双鞋子而参加了一场赛跑。为了赢得鞋子,他拼尽全力,最终夺得了冠军。可是他却泪眼婆娑,亚军才是他想要的,因为亚军的奖品才是他心心念念的鞋子。这场比赛,他穿着一双破旧的鞋子,凭借自身的信念和努力,最终赢得了比赛,这是奥运精神的体现。
可是现在的奥运赛场上,如果没有一件昂贵的高科技泳衣,一个游泳运动员很可能注定要输掉一场比赛。
人类的身体结构注定着,在极限成绩差不多的情况下,仅靠自身努力换来的成绩提升,已经远远比不上靠一件高科技泳衣带来的成绩提升。
在这里我们说一件泳衣蕴含着高科技,可能很多朋友难以深刻理解。但是这里面的高科技绝对超出绝大多数人的想象,如果你能想到,那你应该是万里挑一的聪明人。
二、泳衣里的高科技
1.设计飞机的人来设计泳衣,流体力学带来奇迹
从设计团队来说,并不是几个搞艺术的设计师和几个搞材料的化学家结合,就能设计出最优秀的游泳衣。美国的宇航局居然都参与到了高科技泳衣的设计过程,更夸张的是,他们把设计飞机、潜艇的科技成果应用到了泳衣的设计上。
飞机设计和泳衣设计有什么直接的关系吗?当然有!他们都需要应用流体力学,都要最大程度地减少行进阻力。这需要大量精密的计算,和无数次试验才能得出来最佳数据。更夸张的是,第四代鲨鱼皮泳衣实际上是经超级计算机协助才完成设计的。研究流体力学有什么用,我们举个简单的例子。
大家都知道多数子弹的形状是尖头的圆柱体,似乎子弹头越尖跑得越远,杀伤力越大,其实不一定。有人就在水里做了试验,尖头圆柱的子弹在水里根本走不远,反而胖头窄身的子弹在水中穿透的距离更远。根据这样的原理,你可以看到我们的飞机和潜艇绝不是简单的尖头结构,速度不同的飞机机身形状也是不一样的。研究好了流体力学,不仅飞机轮船能设计好,就连设计泳衣也比别人更优秀。我们都知道研究先进的战斗机需要风洞来进行试验,其实高科技泳衣的设计也应用上了风洞,可见一件泳衣的科技含量。
人在水中游泳,相对于鱼来说,有先天的劣势。因为人的身体不是为游泳而生长的,身体的结构,肌肉的形状,毛发的长短,甚至毛孔的大小都影响着游泳时的阻力大小。人类自己的身体就是快速游泳最大的障碍,而且不同的人,在水中的固有阻力都是不一样的。要想提高游泳速度,除了掌握游泳技巧加强锻炼以外,想办法减少自身的阻力也是非常有效的。身体的阻力很难通过锻炼来减少,却可以通过泳衣来减少。
富有弹性而紧身的泳衣,本来就可以减少身体上的突出部位,改善肌肉的形状,从而减少游泳时的阻力。但是随着研究的深入,人们越来越不满足于传统泳衣带来的好处。
鲨鱼在海中灵巧的身姿和飞快的速度,让我们感觉鲨鱼有一个滑不留手的身体,就像泥鳅一样。但实际上,真正的鲨鱼皮非常粗糙,晒干了甚至可以当砂纸用。粗糙的鲨鱼皮表面布满了细小的鳞片,这些细小的鳞片就像一个个小小的导流片,让水流可以更快地从身体上流过,明显降低水的摩擦阻力,从而给鲨鱼在水中高速穿梭带来先天优势。
仿造鲨鱼皮这种粗糙细微结构的游泳衣,就是我们通常所说的鲨鱼皮泳衣,也叫快皮。鲨鱼皮泳衣,经历了四代,每一代都比上一代性能提高一些,到了第四代,游泳衣才是泳池里的主角,运动员自己似乎已经变成了配角。鲨鱼皮泳衣,帮助游泳运动员们打破了100多次世界纪录,成为泳池里实现更快精神的有力助手。
2.高科技材料和工艺助力泳衣功能
相对于结构上的创新来说,材料和工艺上的创新可能不那么惊艳,但绝对也是高科技的结晶。
一个没有弹性的布料,就算做成鲨鱼皮的样子,也不太可能成为制作泳衣的布料。传统的棉、麻、丝绸用来制作现代泳衣,已经不能满足竞赛泳衣对弹性的要求了。聚氨酯纤维也就是俗称的弹性纤维或莱卡纤维,具有很强的拉伸弹性,能够拉长4-7倍都不断掉,还能恢复原状,用这种材料纺织出来的泳衣拥有非常好的塑身效果,明显减少身体结构带来的阻力。
一个显著的例子是,自从使用了鲨鱼皮等高科技泳衣以后,女性运动员成绩提升要比男性更加明显。这种高弹性的泳衣,不仅可以减少阻力,还可以增加肌肉的稳定性,给运动员节省体力,提高游泳速度的同时还能增强运动员耐力。像菲尔普斯这样的游泳健将,居然实现了一届奥运会夺得8枚金牌、三次打破世界纪录的传奇经历。
当然,有好处自然也有弊端,为了让泳衣更加贴合身体,减少阻力,鲨鱼皮泳衣单靠运动员自己的力量是穿不上的,需要至少一个外人协助才能穿上泳衣。
表面粗糙、超强的弹性,还不是高科技泳衣的终点。泳衣还需要超轻和防水,如果泳衣太重就会增加运动员的负担,如果材料吸水,也会增加自身的重量,给运动员带来额外的负担。在超细尼龙和聚氨酯纤维的共同编织下,泳衣可以做到超轻、高弹和防水的性能。这是鲨鱼皮泳衣得以取胜的重要因素。这还不算完,鲨鱼皮泳衣还喷涂了聚四氟乙烯涂料,可以增强泳衣的防水效果和防腐蚀效果。要知道,泳池里是要用一些消毒剂进行消毒的,这些消毒剂对泳衣具有腐蚀作用,增加了聚四氟乙烯保护的泳衣,寿命就会更长一些。同时,聚四氟乙烯具有更好的疏水性和更低的摩擦系数,让泳衣在水中的摩擦力更小。
从工艺上,鲨鱼皮在特殊编织工艺的基础上,还增加了三维沟槽结构来仿鲨鱼皮效应,也有专门的喷涂工艺增强防水和防腐蚀。此外,第四代鲨鱼皮还引进了超声波焊接技术,消除了结构上重大的缺陷。以前的泳衣都是用布料缝接起来的,接口处自然给运动员带来一些负担。最新的焊接技术,直接把本来应该缝制的地方焊接起来,又一次减少了阻力、提高了性能。
三、高科技泳衣带来的不公平
1.“鲨鱼皮”很贵
很多朋友一定会问,这么牛的泳衣一定很贵吧?没错!第四代鲨鱼皮泳衣,一件600多美元,也有报道说是一千多美元,而且只能穿6次。几千块钱人民币的衣服只能穿六次就得报废,对于绝大多数的普通游泳爱好者来说,实在太奢侈了。就连专业运动员也会觉得消费不起,别说长期使用鲨鱼皮泳衣训练,就算是参加正常比赛,花费也是不小的。如果没有企业赞助,没有单位报销,运动员自己很难承担这样的泳衣。即使在奥运会赛场上,也不是所有运动员都能配备鲨鱼皮泳衣的,这就给奥运游泳比赛带来了不公平。
2.鲨鱼皮遇到了对手
但是鲨鱼皮泳衣也不是唯一的王者,其他泳衣企业并没有放弃在这个领域的竞争,要知道能把运动员送上奥运领奖台的泳衣,其品牌号召力非同一般。2009年罗马世锦赛,鲨鱼皮泳衣就被其他品牌的泳衣给遮住了光辉。那是一种采用聚亚胺酯材料的泳衣,除拥有紧身效果减少阻力以外,还能提高30%的浮力。提高浮力意味着什么,相信大家不难理解。
这样的泳衣,让一些黑马运动员脱颖而出,甚至盖过了菲尔普斯的光辉。当然我们中国的游泳队也得益于这款新型的泳衣,在2009年世锦赛上获得了11金、7银、11铜的好成绩。这以后,菲尔普斯的教练突然站出来说:“除非国际泳联将一切塑料衍生物的高科技泳衣禁用,否则菲尔普斯将不再参加任何国际大赛。”一直享受高科技泳衣红利的菲尔普斯,一旦失利,他的教练就站出来反对其他高科技泳衣,这样做是不是太自我了。
3.限制高科技泳衣的功能
不管怎样,这些高科技泳衣确实给泳坛带来了一定程度的不公平,毕竟不是每个参加游泳比赛的人都能穿得起这些高科技泳衣。同时,这些泳衣确实提高了速度、增加了浮力、增强了耐力,疑似触碰了国际泳联游泳规则第10.7条对禁用装备的规定。另外,它们压缩肌肉,增强耐力的本事,也确实和一些兴奋剂起到了相同的作用。穿着这些泳衣所创造的世界纪录,一旦脱掉高科技泳衣,将难以实现。所以,反对高科技泳衣的声音一直存在。
国际泳联在2010年开始限制高科技泳衣的一些功能。要求泳衣的厚度要在1mm以内,也不能穿两件以上的泳衣,正常来说,衣服穿得越多就会越沉,但是这些高科技泳衣自带浮力,衣服越厚浮力就越大,如果不加限制,还真不知道游泳运动员们会穿成什么样子呢。规则同时要求泳衣的浮力要小于1N,也就大概相当于2两的浮力。此外,新规定还专门约束了泳衣的透水性,要求泳衣必须是纺织物,而且不透水的面积小于50%,这样也可以减少因泳衣不透水而带来的浮力差异。限制了泳衣的浮力,更能体现运动员的真本事。
新规定还限制了泳衣的穿着规则,不能盖住脖子和胳膊,不能超过脚踝,更不能包裹脚面。限制了覆盖范围,尤其是不让包裹胳膊,就可以限制泳衣压缩肌肉增强划水助力的功能,让运动员完全靠自己的肌肉来划水,泳衣不是用来偷懒的。
至此,鲨鱼皮和它的主要竞争对手都被赶出了泳坛。但是高科技泳衣,并没有因此而退出泳坛,只要有规则,就有空子可以钻。只要有空子可以钻,各大泳衣制造商就会不断创新,努力让自己的泳衣领先于其他泳衣,给运动员带来独到的优势。
四、鲨鱼皮退场,高科技泳衣依然存在
泳衣的高科技属性并没有因为禁令而减少,甚至还会不断增加。运用超级计算机和流体力学的设计特性,并没有终止,反而更加强化。泳衣不让带袖子了,那就从泳帽和泳镜上下功夫,通过泳帽、泳镜形状和材料的革新,让泳帽、泳镜、泳衣以及身体有机结合起来,共同发挥最大的优势,最大程度地减少阻力。
超声波焊接技术并没有随着鲨鱼皮被禁用而退出,反而在各类泳衣上得到了广泛的应用。仿鲨鱼皮的立体结构减少了,但泳衣表面增加了不易觉察的浮凸线条,被称为身体稳定网格,可以让运动员在游泳的时候增强身体的稳定性,尤其是入水和转身的时候作用效果更加明显。这都是流体力学研究的结果。
3D环绕压缩织物系统,让泳衣和身体的贴合更加紧密,不同部位都能得到有效的贴合,很大程度上减少了游泳阻力。
道高一尺魔高一丈,只要允许高科技泳衣存在,它们就会不断提高性能,从而为运动员提高成绩助力。各位朋友可以讨论一下,未来的泳坛,到底应该彻底禁用高科技泳衣,还是应该为所有参赛运动员提供完全一样性能的泳衣呢?请在评论区发表您的观点。
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