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2009年,速比涛的研究团队开始集思广益,寻找创新的方法来帮助游泳运动员游得更快。此前18个月内,聚氨酯全身泳衣促成了惊人数量的游泳世界纪录,但已被禁止使用。为了跳出固有思维模式,速比涛的代表们在实验室外与学者、教练和研究顾问会面,地点包括酒店、会议中心,甚至英国乡村别墅,以激发灵感,这些灵感更多地受到复仇者队长的启发,而不是马克·斯皮茨。
速比涛位于英国诺丁汉的Aqualab研究经理乔·桑特里说:“围绕疯狂而古怪的想法进行了大量的对话。” “最初提出的草图概念看起来像一套超级英雄套装,包括时尚的泳帽、泳镜和泳衣组合,放在漫威漫画中也不会显得格格不入。”
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他们试图取代现在声名狼藉的全身LZR泳衣。这款泳衣被称为“橡胶泳衣”,它将游泳运动员的身体压缩成一个流线型的管状,并困住空气,增加浮力并减少阻力。速比涛表示,2008年奥运会上98%的奖牌都是由穿着LZR泳衣的游泳运动员获得的。迈克尔·菲尔普斯穿着这件泳衣在北京奥运会的八个项目中打破了七项世界纪录,但他对这项禁令表示赞赏。
自2010年生效的新规则只允许使用“短泳裤”,男士泳裤从膝盖到肚脐,女士泳裤从膝盖到肩膀。面料必须透气,泳衣不得有任何紧固装置,如拉链,这是对2008年奥运会后开始制造类似潜水服的氯丁橡胶泳衣的公司的回应。
最终,速比涛决定不仅要重建泳衣,还要创建一个“竞赛系统”,声称该系统将泳衣和泳镜以及泳帽结合在一起协同工作,以减少阻力并提高性能。
在Aqualab,研究人员花费了四年时间和55,000工时,生产出速比涛称之为Fastskin 3系统的产品。由19人组成的内部团队,加上外部专家,与流体动力学专家、飞机工程师和纳米纺织品生产商进行了交谈。他们请教了运动机能学、生物力学、流体动力学专家,甚至还有一位运动心理学家,他建议在泳镜镜片上采用蓝灰色调,以营造平静和专注的感觉。他们尝试了“六顶思考帽”的头脑风暴方法,用绿帽子表示攻击问题的创造性方法,用黑帽子表示这些想法的可行性。他们“反向头脑风暴”,设想如何用超大尺寸的泳镜和一件压缩身体导致部分突出、产生阻力的泳衣,使游泳运动员游得尽可能慢。想法越疯狂越好。
桑特里说:“这会打开你的思路。” “我们都有自己习惯的严格思维方式。我们使用这些技巧来提取有趣的 facts 并围绕想法展开工作。”
他们对运动员进行了3D扫描,创建了虚拟化身,以便计算流体动力学软件可以揭示湍流和阻力产生的位置,这类似于赛车队使用的空气动力学建模。桑特里说:“我们发现头部和泳镜在身体顶部产生了巨大的湍流,这减慢了游泳运动员的速度,并降低了泳衣的效果。” “因此,很像一级方程式赛车,它有一个机翼可以让你设置气流,我们意识到我们需要为游泳运动员做类似的事情。”
这开始了该系统最具革命性的方面:重新设计泳镜和泳帽。他们扫描了来自世界各地的运动员的头部,并将结果合并到一个软件程序中,以生成平均头部形状,该形状适合95%的人。桑特里曾为自行车手开发过头盔,他注意到计时赛车手使用空气动力学水滴形状。他们设计了一款游泳帽,其作用类似,为女性的头发建造了一个空间,在后脑勺上形成一个尾巴。
桑特里补充说:“从在北京进行的研究中,我们知道泳镜和泳帽会产生很大的阻力,但这一次我们拥有了内部专业知识和时间,可以从头开始生产一款研究驱动型泳镜。” “这让我们真的可以在那个领域玩耍,并将疯狂的超级英雄式草图变为现实。”
Aqualab的一台新的3D打印机在几小时内制造出了泳帽和泳镜的原型进行测试,而不是将图纸发送给制造商并等待数周或数月。桑特里说:“过去,我们无法对原始设计进行太多更改。” “通过这个过程,我们从头到尾彻底革新了泳镜。”
对于泳衣,该团队花了一年时间发明了一种新的面料,该面料在其表面产生压缩变化,在某些区域编织了更多的莱卡。最终,Fastskin就像类固醇版的塑身内衣,对身体的压缩力是LZR的三倍。这款泳衣对胃部的收缩力最小,而对胸部、臀部和髋部的收缩力最大,试图将游泳运动员塑造成一个完美的管状。
速比涛已为Fastskin-3申请了九项专利。该公司表示,世界上只有六台机器能够生产这种压缩面料;该公司拥有所有这些机器。
在测试的最后阶段,穿着泳衣的运动员在荷兰InnoSportlab De Tongelreep的一个高科技泳池实验室中被水下摄像机和阻力测量系统记录下来。速比涛声称,与标准泳衣相比,Fastskin-3将被动阻力(游泳运动员的身体保持流线型姿势时产生的阻力)降低了16.6%,将主动阻力(水面阻力)降低了5.2%。通过测量游泳运动员拉动水下梯子时身体进出的氧气,爱荷华州立大学的研究人员报告称,该系统将氧气利用率提高了11%。
桑特里说:“这就像汽车的每加仑英里数。” “你可以以相同的速度游泳,但使用更少的燃料。这让游泳运动员可以更努力、更持久地游。”
速比涛扫描了其主要运动员,创建了一个3D虚拟化身来确定泳衣的尺寸。仅仅是穿上Fastskin就需要运动能力。一些女游泳运动员报告说,她们从袖孔穿入泳衣,第一次尝试时花了她们多达一个小时才扭动进去。桑特里说,经过练习,可以在10到15分钟内完成。“第一次做的时候,会感到 daunting,”他补充道。“泳衣的压缩性很强。感觉有点陌生。”
这种紧身管状的贴合度在500米比赛中能帮助游泳运动员快多少?“我们还没有深入到那个细节,”他回答说。“当你在比较泳衣时,有太多不同的因素。”
他指出,菲尔普斯、丽贝卡·阿德灵顿和瑞安·洛赫特最近几个月使用该系统游出了他们多年来的最佳成绩(他们都与速比涛有利润丰厚的赞助协议;菲尔普斯因其2008年的表现获得了100万美元的奖金,他将这笔钱捐给了慈善机构)。
但最终,证明将在伦敦的泳池中出现。桑特里希望去伦敦观看几场比赛。与此同时,他已经在为2016年里约奥运会的下一代泳衣而努力。“我们有一些出色的想法正在推进,”他说,“但我恐怕它们目前都是保密的。”
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