7 月 27 日起,来自世界各地的游泳运动员将跳入巴黎水上运动中心的游泳池,8 月 8 日和 9 日则跳入塞纳河。届时,他们所穿的泳衣与 100 年前巴黎举办奥运会时大不相同。如今的男女游泳队不再穿着厚重的羊毛三角裤、背心或透明的丝绸泳衣,而是高科技的比赛服。 虽然游泳运动员所面对的体能挑战和国际体育赛事的激烈竞争没有改变,但泳衣技术已经取得了令人难以置信的进步。不久前,它甚至取得了过快的进步,这对于一项金牌和银牌之间的差距往往不到一眨眼的运动来说,这是可以理解的。 希望力量尽可能少地与你作对无论游泳运动员参加哪一年的比赛或他们通常穿什么,物理学都是不变的。水的密度比空气高 700 多倍,粘度高 55 倍,因此水的流动阻力更大,在水中移动更加困难。 “基本上,有两种力量。推力推动你前进,阻力阻碍你前进,”西北大学工程师兼流体动力学家蒂莫西·魏告诉《大众科学》 。“这是游泳者必须承受的战斗,游泳者游得越快,阻力就越大。” [相关:游泳是终极大脑锻炼。原因如下。] 阻力本身分为三部分。压力阻力类似于将手臂伸出行驶中的汽车窗外,并感受到向后推的力量。粘性阻力或摩擦阻力更像是水冲击游泳者身体表面时产生的摩擦运动。第三种阻力形式并不总是存在,但却是一个主要因素。 “波浪阻力就像你看着一艘船,它前面有一个波浪。基本上就是水在船前堆积起来,你必须把它推开,”魏说。“这只有在有自由表面的情况下才会发生。水面上有空气。” 虽然游泳运动员要努力提高速度、技术和耐力来对抗阻力,但泳衣的作用是在胜利以百分之一秒为单位时帮助运动员取得微弱优势。它需要像飞机机身一样光滑、流线型。任何悬垂过长的东西都会减慢身体的速度,这可能是获得奖牌和空手而归之间的区别。 像绵羊一样游泳早期的泳衣或“游泳服装”更像是连体毛衣,由羊毛制成。根据时装技术学院的说法,针织泳衣在潮湿时往往会变形,吸收大量水分。材料会变长并下垂,因此经常会有一些松散的材料挂在身体上,减慢游泳者的速度。多余的浸水材料甚至是危险的,因为多余的材料会将身体拉入水中并增加溺水的风险。 第一批丝绸西装于 1912 年问世,这种西装更加光滑,吸水性远不及羊毛西装。这些西装是透明的,需要搭配内衣才能穿,以保持端庄和私密。 到了 20 世纪中叶,尼龙帮助制作出更光滑、更紧身的泳衣,让游泳者在水中游动自如。莱卡一直延续着这一进步,直到 21 世纪初。 然而,有时科技含量会过高。就在 2008 年北京奥运会前夕,Speedo 推出了 LZR Racer 竞赛泳衣。这款泳衣现已被禁止参加比赛,它由尼龙、莱卡和非纺织聚氨酯混合制成。聚氨酯对游泳速度产生了巨大影响。它增加了泳衣的浮力和平滑度,将阻力减少了 8%。 [相关:几个世纪以来,奥运会一直痴迷于性。] “当时穿潜水服是合法的,所以并没有做错什么,但现在穿这些潜水服已经是非法的了,他们似乎比没有穿的人在水中高出一英寸,”魏说。“所以,他们利用浮力来克服波浪阻力。” 拥有如此大的浮力效果实在是太好了。2009 年罗马世界锦标赛上,43 项世界纪录被打破,游泳组织世界游泳联合会(前身为国际泳联)禁止在竞技泳衣中使用非纺织材料。这些泳衣被比作衣架上的兴奋剂,这项禁令是为了公平竞争(或泳池)。管理机构还开始对未来竞赛泳衣的透气性、浮力、厚度和设计实施更严格的限制。 2024 年巴黎现在,泳衣必须克服所有三种阻力,同时遵守世界游泳联合会规定的标准。这就是材料科学发挥作用的地方。Speedo 赞助的游泳运动员将穿上 LZR Intent 2.0 和 LZR Valor 2.0。这些泳衣将采用最初用于保护卫星的涂层技术。TYR 运动员将穿着 TYR Venzo 参加比赛,这款泳衣是通过从微观角度分析阻力而开发的。 无论品牌如何,穿上压缩服本身就是一项奥运运动。在 6 月份举行的 2024 年美国奥运会选拔赛上,三届奥运会选手、NBC 体育评论员伊丽莎白·贝塞尔 (Elizabeth Beisel) 展示了穿上这些高科技服装是多么困难和耗时。 “我们赞助的一位游泳运动员,来自澳大利亚的 Cate Campbell 说,‘如果你穿上比赛服后关节没有流血,那你穿的泳衣尺码就太大了,’”两届奥运会选手、Arena North America 总经理 Mark Pinger 告诉《大众科学》。 “这很极端,但这是事实。有些女性会告诉你,需要 45 分钟的时间,还要朋友的帮助,才能把泳衣套在肩膀上。这说明了历史上固有的权衡。” 压缩是潜水服真正能控制身体的一个主要方面。它有助于减少不同类型的阻力,但往往需要妥协。压缩会降低身体的灵活性,或者在肌肉受到挤压时使它们疲劳。 Arena 团队相信他们已经找到了压缩和允许更多运动之间的平衡。Arena 赞助的来自多个国家的游泳运动员将穿着 PowerSkin Primo。男式泳裤售价 450 美元,两种女式泳裤(露背和紧背)售价 650 美元,因为它们的面料更多。 “前往巴黎的这套服装非常出色,因为它可以提供高压缩性,但又具有很大的弹性,”Arena 的产品开发主管 Greg Steyger 告诉《大众科学》 。“它不仅能让肌肉在不受限制的情况下发挥最佳表现,而且由于具有足够的弹性,它能够适合更多体型。” [相关:游泳、足球和监控:巴黎为人工智能监控的奥运会做准备。] 压缩服的工作原理通常类似于巨大的橡皮筋,在拉紧到一定程度后就会断裂。为了实现这一点,压缩服采用压缩和胶带相结合的方式制作而成。胶带是放置在压缩服各个位置的 X,有助于提升压缩服,是一种美观且实用的选择。 Arena 泳衣还采用了张弹面料,Steyger 表示,这种面料花了大约四年时间研发。它利用面料内的张力产生高压缩力,同时尽可能减少拉伸。然而,每次游泳者穿上压缩泳衣,弹力带就会断裂。游泳者通常可以穿着一套泳衣参加大约 10 场比赛,具体取决于泳衣的保养情况。 “这款潜水服内置的一些橡皮筋实际上过度拉伸和撕裂,因此会使潜水服被拉伸,”Pinger 说道。“这款潜水服因为有剩余的拉伸力,所以仍然能达到潜水服中最高的压缩力。面料不会损坏。它能永远使用吗?不能,但使用时间会长得多。” 纱线全部由热塑性聚氨酯 (TPU) 制成。它具有抗氯性,在拉伸力减半的情况下提供如此高的压缩力,并且具有疏水性,因此水会滑落并远离游泳者。 “我们使用的 TPU 纱线是单丝,”Steyger 说道。“它是一根挤出的单根纱线,不会有多根缠绕在一起,这意味着没有间隙,因此我们不会被困住。” 相比之下,氨纶或莱卡是由多根细丝组成,可以吸收部分水分,而不是将其排出体外。 赢得心理战,并有望获得奖牌随着比赛的开始,这些泳衣是否能帮助游泳者赢得最多的金牌仍是一个未知数。但有一点是肯定的——它们比过去的泳衣先进了好几光年,可以帮助游泳者感觉自己游得更快、更有力。这样一来,在这项以最小差距为主导的运动中,游泳者就拥有了心理优势。 “当他们穿上比赛服时,他们就做好了准备,这完全是心理层面的准备。比赛服很难穿,而且不便宜,所以你不会在每场小比赛中都穿着比赛服,”Pinger 说。“所以当你穿上比赛服时,你知道这是一场重要的比赛,你想游得快。” 虽然这项运动很大程度上取决于你的大脑,物理力量不会消失,但最终还是要由游泳者自己决定穿什么适合自己,并相信自己的训练成果。多年的研究和测试可以让你选择适合自己的泳衣。 |
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