Еще одна статья на тему современных теннисных струн, в какой-то степени повторяющая статью под названием «Закрутка мяча: физика лавсановой струны», помещенную здесь раньше, но под несколько другим ракурсом. Но главное отличие – замечательный видеоролик, показывающий в деталях, как действуют сополиэстерные струны.
Новая физика тенниса – раскрытие тайн неотразимого топспина Рафаэля Надаля
Джошуа М. Спекман
В финале ФО в 2010 году многие думали, что Робин Содерлинг, рост которого 193 см, возьмет верх над Рафаэлем Надалем, так же как он сделал это с Роджером Федерером в четвертьфинале.
На своей подаче при счете 2-1 во втором сете он пробивал очень острые, низкие слайсы кроссом на линию подачи Надаля – удары с которых невозможно атаковать, слишком низкие и слишком близкие к сетке, чтобы принять агрессивно: их и отбить нелегко, и улетают они слишком далеко.
Но Надаль в три шага догнал мяч, перехватил его в начале отскока и пробил с линии подачи форхенд по диагонали. Мяч после удара ушел по траектории, направленной к ограде корта, но его хай-тек сополиэстерные струны пригнули его так, что он попал ближе линии подачи самого Содерлинга чистым виннером.
Содерлинг опустил голову, не веря своим глазам, а комментатор Джон Макинрой перед повтором телевизионной картинки воскликнул: «Вы только посмотрите на этот мяч!»
Video: http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2011/01/the-new-physics-of-tennis/8339/
«Угу, это невозможно», сказал мне позднее Нэйт Фергюсон, стрингер и техник по ракеткам, который работает с Федерером, Новаком Джоковичем, Энди Марреем и Солдерингом. «Мяч на высоте 45 см , и пробить его оттуда виннером? – чушь собачья»
Сополи(эстерные) струны помогают придавать мячу такой сильный спин, что нынешние теннисисты – по выражению Федерера «поколение новострунников»- могут выполнять невероятные по мощи форхенды, виннеры под углом, обводящие удары.
Но несмотря на широко распространенную веру теннисистов в то, что сополи(эстерные) струны изменили сам характер игры, до недавнего времени не было научных доказательств о реальном влиянии на закрутку мяча материала струны, ее толщины, натяжения или текстуры поверхности.
Представляем Йошико Кавазое, инженера из Японии.
В 2004 году он решил испытать лубрикант для струн, который по утверждению изобретателя Кейджи Окимото мог «воскресить» старые изношенные струны. Кавазое выяснил, что, несмотря на многочисленные исследования, ученые имели слабое представление о том, что же происходит в течение 4 или 5 миллисекунд, когда мяч находится на поверхности струн, просто потому, что они не могли этого видеть.
Но с помощью ультравысокоскоростной камеры, снимающей 10000 кадров в секунду, Кавазое раскрыл тайну струн и спина мяча.
Видеозахват из 40-50 кадров на каждый удар мяч-струна позволил ему увидеть, что лубрицированные струны сдвигаются мячом и возвращаются на место щелчком, когда мяч покидает поверхность. Во время возврата они передают мячу дополнительную энергию в тангенциальном (параллельно поверхности ракетки) направлении и придают ему больше вращения, которое может быть легко рассчитано по супер сломо видео вращения мяча, когда он покидает струны.
В технических исследованиях, опубликованных в 2006 и 2007 году, ученые Международной теннисной федерации (ITF) сообщили, что особенности движения, наблюдаемые Кавазое для лубрицированных струн, также имеют место и для сополи(эстерных) струн.
Сополи (эстерные) струны – скользкие и жесткие- придают дополнительное вращение мячу не из-за более высокого трения, а из-за более низкого. «Старый аргумент заключался в том, что чем больше зацеп между струнами и мячом, тем сильнее у вас получится спин. Но это не так», сказал Род Кросс, австралийский физик и соавтор книги «Технический теннис».
В апреле Кросс и его соавтор Кроуфорд Линдси опубликовали результаты своих исследований, показывающих, что сополи(эстерные) струны позволяют придавать мячу вращение на 20% больше, чем струны из нейлона и на 11% больше, чем натуральные струны. Эта разница помогает объяснить, как современные «силовые установки», подобные Рафаэлю Надалю, могут проводить удары со скоростью вращения мяча вдвое больше, чем мог в свое время делать Андре Агасси.
Оглядываясь в прошлое, Линдси и Кавазое сказали мне, что не могут понять, почему до людей так долго доходит, что полиэстерные струны создают дополнительный спин благодаря сдвигу струн в сторону и возвращению их на место щелчком. Они должны были бы это знать, потому что 30 лет назад, радикальное новшество – «струны спагетти» - использовало тот же самый механизм и придавало мячу даже больший спин, чем лучшие сополи(эстерные) струны.
«В спагетти струнах горизонтальные и вертикальные струны не были переплетены», сказал Кросс. «И из-за того, что они не были переплетены, у них было больше свободы движения в струнной плоскости, а это позволяло вдвое увеличить спин. Именно поэтому они были запрещены ITF».
Что удивительно, правило ITF 1978 года о том, что все струны должны быть переплетены, было первым за всю историю правилом, накладывающим ограничения на конструкцию как ракеток, так и струн.
Стюард Миллер, руководитель ITF по науке и технологии, сказал, они пытаются проверять все то новое, что появляется на рынке , «обращая внимание на то, что могло бы, на наш взгляд, в корне изменить характер игры", или привнести "скачкообразное изменение" в скорости вращения мяча.
Но два этапа в развитии технологии пока не попадают под ограничения: ракетки с большим ободом, которые достигли своего потенциала по вращению мяча только после трех поколений; а на доказательство того, что сополи(эстерные) струны, усиливают спин мяча по своей природе ушло 15 лет.
Соединенные воедино, в руках современного теннисиста они позволяют придать такое же вращение мячу, или даже больше, чем могли делать спагетти ракетками теннисисты эры 70-х.
=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
С рядом выводов, сделанных в статье, трудно согласиться.
Во-первых, то, что современные теннисисты могут вращать мяч вдвое сильнее, чем Агасси в свое время, заслуга как самих теннисистов, так и новых технологий ракеток и струн, причем вклад струн 10-20%.
А спагетти струны давали вдвое больший спин сами по себе.
Другое дело, что спагетти ракетки имеют свои минусы – они не позволяют выполнять сильные удары. Максимальная скорость мяча после форхенда спагетти-ракеткой 40-50 миль в час, намного меньше, чем требует современный теннис.
Во-вторых, спагетти натяжка давала двойной спин не столько благодаря большей свободе движения струн, сколько групповому движению продольных струн, связанных друг с другом.
Во-третьих, в этом свете еще более странным и нелогичным кажется запрет ITF. Ракетками с большим ободом (которые не имеют недостатков), радикально изменившими игру, играть можно, а ракетками со спагетти натяжкой, которые тоже радикально изменили игру, но имеют массу недостатков, играть нельзя.
Не будь этого запрета, вполне возможно,что современное поколение «новострунников» могло бы закручивать мяч не в два раза сильнее, чем Агасси, а в три, при сохранении силы ударов, и это был бы уже другой теннис.
До сих пор среди любителей тенниса продолжаются споры на эту тему. В журнале "Invention & Technology magazine" была даже статья о том, насколько многообразней стал бы теннис, если бы не было запрета на непереплетенные струны.
Но может быть разумный консерватизм и целесообразен, учитывая то, какие деньги крутятся вокруг всего этого. Если конечно он разумен...
The New Physics of Tennis
Unlocking the mysteries of Rafael Nadal’s killer topspin
By Joshua M. Speckman
In the French Open final this June, many thought that 6-foot-4-inch Robin Soderling would overpower Rafael Nadal, just as he had Roger Federer in the quarterfinals. On serve at 2–1 in the second set, he hit a sharp, low slice crosscourt to Nadal’s service line—the type of shot that has been unattackable, too low and close to the net to return aggressively: hit it just a bit too hard, and it floats long.
But Nadal took three strides into the court and ripped a short-hopped forehand crosscourt from the service line. The speed of his racket put the ball on a trajectory to the back fence, but his high-tech copolyester strings bent it down inside Soderling’s own service line for an untouchable winner. Soderling dropped his head in disbelief as commentator John McEnroe prefaced the television replay: “Take a look at this ball right here!”
Video: http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2011/01/the-new-physics-of-tennis/8339/
“Yep, that’s impossible,” Nate Ferguson, the stringer and racket technician of Federer, Novak Djokovic, Andy Murray, and Soderling, told me later. “The ball’s 18 inches off the ground and hit for a winner [from there]—that’s bullshit.”
Copoly strings help generate so much spin that today’s players—dubbed the “new-string generation” by Federer— can hit once-inconceivable drives, angled winners, and passing shots. But despite the widespread belief of players that copoly strings have changed the game, scientists until recently could find no evidence that a string’s material, thickness, tension, or texture made a real difference in spin generation.
Enter the Japanese engineer Yoshihiko Kawazoe. In 2004, he decided to test a string lubricant that its inventor, Kenji Okimoto, thought would “revive” old, worn strings. Kawazoe realized that, despite much research, scientists had only a shadowy idea of what happens during the 4 or 5 milliseconds when the ball is on the strings, simply because they couldn’t see it. But with an ultra-high-speed, 10,000-frame-per-second camera, Kawazoe solved the mystery of strings and spin.
In capturing 40 to 50 frames of each ball-string impact, he saw that lubricated strings slid with the ball and snapped back as it left. As they snapped back into line, they transferred more energy to the ball in the tangential (parallel to the racket face) direction and gave it more spin—which was easily calculated from the super-slow-motion rotation of the ball as it left the strings. In technical studies published in 2006 and 2007, International Tennis Federation researchers reported that the same movement that Kawazoe observed with lubricated strings occurs with copoly as well.
Copoly strings—slippery and stiff—generate more spinnot because of more friction, but because of less. “The old argument was that the better the grip between the strings and the ball, the more spin you would get. But that’s not true,” said Rod Cross, an Australian physicist and co-author of Technical Tennis.
Last April, Cross and his co-author, Crawford Lindsey, published their study showing that copoly strings generate 20 percent more spin than nylon strings, and 11 percent more than natural gut. Such differences help explain how a contemporary powerhouse like Rafael Nadal can hit with twice as much spin as Andre Agassi did.
Looking back, Lindsey and Kawazoe told me they are befuddled by how long people took to realize that polyester strings generated extra spin through sideways sliding and snapback. They should have known this, because 30 years ago, a radical innovation—“spaghetti strings”—used the same mechanism to generate more spin than even the best copolys.
“In spaghetti strings, the [horizontal and vertical] strings weren’t woven,” said Cross. “And because they weren’t woven, there was lots of freedom of movement within the string plane, and that produced almost a factor-of-two increase in the amount of spin. And that’s why the ITF banned them.”
Remarkably, the ITF’s 1978 ruling that all strings must be interwoven was the first rule constraining the design of either rackets or strings. Stuart Miller, the head of science and technology for the ITF, said that it tries to test each string that hits the market, “looking for anything that would, in our opinion, fundamentally change the nature of the game,” or introduce a “step change” in spin generation.
But two step-changing technologies have so far evaded regulation: the large-headed racket, which reached its spin potential only after three generations of technique refinements; and copoly strings, whose spin-boosting nature eluded proof for 15 years. Together, they can generate as much spin, or more, in the hands of today’s players as could a spaghetti racket wielded by a ’70s-era player.
Joshua M. Speckman is an American writer in Kunming.
Комментарии
Да, струны влияют, но ничего так, что у них абсолютно разная техника чем и объясняется разница во вращение.