因为空气阻力在跑步中的相对影响较小,关注空气动力学的效益非常低
在跑步时,运动员的速度通常在5.8-8 m/s(约21-29 kph),而自行车运动员的速度则更高(30-60 kph)。空气阻力的影响随速度平方增长,因此在自行车运动中,空气阻力占总阻力的比重更大,优化的潜力也更高。
对于跑步来说,地面反作用力和重力对跑步运动员能量消耗的影响远大于空气阻力,尤其是在中长跑这种耐力运动中,空气动力学效益可能只占总能量的2-3%。所以与其做加法,去大量使用一些诸如气动头盔的空气动力学配件,跑步运动科技选择了减法,即装备的轻量化上。更轻量的鞋服配件,带来的效益明显提升远胜于过度考虑空气动力学上。
正因如此,跑步运动基本把所有的升级点都加在了鞋类产品上。最显著的例子是近年来碳纤维板与新型发泡材料在跑鞋上的广泛应用,大大提升了能量反馈和降低了硬件自身重量,使得无论是业余爱好者还是专业运动员的运动表现都有了显著的提升。
其实,并不是说跑步运动不想在空气动力上找突破口,但跑步的动态过程实在太复杂了。在跑步过程中,运动员的四肢持续运动,包括身体核心在内的全身姿态不断变化,很难像自行车运动员那样保持固定的流线型姿势。自行车手可以调整骑行姿势(如下伏、减少正面迎风面积),而跑步者在保持高效跑姿的同时降低迎风面积的空间非常小。
当然了,哪怕在再有限的空间中,只要有一丝可能,运动科学家还是会尽全力找到突破口。
在田径运动中,尤其是短跑,紧身衣和特殊材料的比赛服已经被广泛使用。不过哪怕是融入了一定程度的空气动力学考量,但这些衣服的实际使用效果有限,因为跑步时风阻的影响并不占主导。
同时,田径运动对服装和装备有严格的规定,例如国际田联(IAAF)对竞赛服的材质和结构有很严格和具体的规定,以确保比赛的公平性。过于明显的空气动力学优化可能被认为是「不公平优势」,你很难想象一个带着气动头盔的百米飞人,这在一定程度上限制了进一步的空气动力学优化。
而在长跑中,因为比赛的距离和用时大不一样,实际上需要考虑的东西要复杂得多,除了某些非压缩性的紧身裤之外,极少见到紧身衣的穿着,因为紧身服装在中长跑中有比较难以克服的缺点。
首先,长跑运动非常注重服装的散热和舒适性。因为长时间跑步会导致体温上升,宽松的衣服更有利于空气流通和汗液的蒸发,有助于保持身体凉爽。而紧身衣可能会限制空气流动,使体温更难降下来,这在长跑中可能会导致热疲劳。
另外,长跑过程中,皮肤和衣服之间长时间接触容易引起摩擦,导致擦伤或红肿。宽松的衣服由于不会紧贴皮肤,能有效减少这种问题。而且宽松的衣服通常比紧身衣更舒适,特别是在长时间运动时,减少了衣服对身体的压迫感。
最后,长跑需要持续摆动手臂和抬腿,宽松的衣服不会限制关节的活动范围,有助于保持自然的跑步姿态。紧身衣虽然能提供支撑和压缩效果,但可能会让部分运动员感到束缚,不利于长时间的持续运动。
所以,哪怕是中距离的场地赛中,运动员依然以选择宽松衣服为主。
如果一定要在宽松服装上搞事情,也不是不可以。早几年,Nike推出了一个叫AeroBlades的技术,这个技术在Breaking 2中也有被使用。
据Nike称,通过在服装表面配置这些由聚酯材料制成的小型鳍状突起物,通过风洞和实际应用测试,能减少跑步运动员身上受到的空气阻力从而提升运动表现。但实际是,这个科技现在已经销声匿迹了。我自己也有一件,使用感受就是——挺有科技感的。
另外一些话。
除了服装外,中长跑对气动的研究还渗入到队形中去。在2017年耐克牵头的Breaking 2项目中,为了配合吉普乔格实现破2的目标而设计的配速人墙(金字塔型)。
这很好理解,前面的配速员形成一堵墙,为后面的跑者降低风阻。但很遗憾,因为种种原因,最后吉普乔格并没有实现破2的目标。
而在两年后的Ineos 1:59 Challenge里,吉普乔格的队形变成了这样:
当时,整个破2计划的理念又得到进一步的发展。在气动方面,通过研究发现,之前的队形并不是最佳的。简单来说,现在这个队形,前面的跑者不单是制造风墙,更应该说制作一道强风流,风流最终冲击在吉普乔格前一个配速员身上,为身后的他创造出一个狭小「无风区」。这在【最后的里程】记录片里有很清晰的解释。
当然了,在现实比赛里这种队形几乎是不可能存在的,精英运动员在缠斗中轮流破风,反而比较可能,因为这也是一种不成文的君子礼仪。