создайте профиль
Удивительная аэродинамика Adidas Brazuca
Заразившись лихорадкой Кубка мира ученые по всему миру решили воспользоваться возможностью изучить аэродинамические свойства того, что по всей вероятности станет наиболее обсуждаемым объектом глобального масштаба в ближайшие недели - мяча Чемпионата мира 2014 Adidas Brazuca.
Тестирование Brazuca происходит в аэродинамической трубе.
Мяч, названный в честь бразильцев, является продуктом большого количества исследований и денег, направленных на создание главного атрибута одной из величайших спортивных игр на Земле. Вы подумаете – это всего лишь мяч, сшитые куски полиуретана, который пинают по полю. Но это не так.
Если копнуть глубже, вы узнаете удивительную историю мяча Кубка мира, узнаете, что на его поведение и движение оказывает влияние множество аспектов. Любая оплошность в проектировании может сделать мяч непредсказуемым.
Один из аэродинамических эффектов, который может изменить интуитивный путь мяча, называется «ударение» (knuckling). Этот эффект имеет место, когда мяч пинают с небольшим или практически без кручения, что позволяет швам мяча направлять воздух непредсказуемым образом, в итоге он приобретает сверхъестественные движения, как Jabulani на Чемпионате мира 2010.
Так как мяч не имел начального вращения, траектория диктуется распределением давления по поверхности, которая находится в состоянии постоянного изменения. Это создает «развевающееся» движение.
Мяч, состоящий из 32 панелей, в водном канале Исследовательского центра Эймса.
Adidas, создатель Brazuca, боролся с непредсказуемой природой предыдущего мяча Кубка мира с помощью консультаций с сотнями активных игроков. В конце концов, компания остановилась на ряде методов, направленных на ограничение эффекта ударения.
Слева: Adidas Jabulani - официальный мяч Чемпионата мира 2010, справа: Adidas Brazuca - официальный мяч Чемпионата мира 2014.
Спортивный гигант решил увеличить грубую текстуру мяча и сшить Brazuca из шести крупных панелей, а не из восьми мелких, как в Jabulani. Ученые NASA из исследовательского центра Эймса протестировали Brazuca в аэротрубе и водном канале, а с помощью лазеров и флуоресцентных красителей они выделили и имитировали аэродинамические силы, действующие на мяч в полете.
Раби Мехта (Rabi Mehta)начальник экспериментального аэрофизического отделения в Научно-исследовательском центре Эймса.
Было установлено, что конструкция Brazuca ограничивала оптимальную скорость ударения лишь до 48 км/ч, в то время как более гладкий Jabulani доходил до отметки в 80 км/ч, что намного актуальнее, так как средняя скорость удара игроков Кубка мира составляет 80-89 км/ч. Именно с этой скоростью Jabulani становится неустойчив в полете. Таким образом, за счет ограничения скорости ударения в Brazuca до 48 км/ч мяч становится гораздо более предсказуемым для вратаря.
Ученые NASA наблюдают за аэродинамическими эффектами в действии с помощью дыма и лазерного света.
Исследователи из Массачусетского технологического института также проанализировали достоинства грубой поверхности Brazuca. Считается, что это шаг назад от современных более гладких мячей, которые противостоят малоизвестному эффекту Магнуса, изгибающего очень гладкий мяч, как Jabulani, в противоположном направлении.
Демонстрация эффекта Магнуса
В качестве примера, представьте себе, как нападающий бьет правой ногой штрафной мячом с покрытием Brazuca. Он наносит удар по мячу наружу, создавая в траектории мяча крюк справа налево. Однако, если этот же удар сделать очень гладким мячом, изгиб пойдет в противоположном направлении. Это удивительное явление создается из-за контрастных условий в пограничном слое.
Гладкий мяч создает преимущественно ламинарный поток, заставляя его двигаться вопреки ожидаемому пути полета, в то время как грубый мяч создает турбулентность в пограничном слое, в результате чего мяч ведет себя более предсказуемо. Швы Brazuca расширяются на 50% дольше, чем у его предшественника, создавая гораздо более грубую поверхность и, следовательно, более ожидаемую траекторию полета, как у традиционного мяча.
Итак, в следующий раз, когда вы будете наблюдать за потрясающим ударом от края штрафной, подумайте о многообразии аэродинамических сил, участвующих в игре.
На видео показаны аэродинамические испытания Brazuca, проходившие в исследовательском центре Эймса NASA.
