卡塔尔世界杯的黑科技足球真比往届世界杯用球飞得更快吗

卡塔尔投入了2000多亿美元，试图打造比往届世界杯科技感、现代感更强的一届足球盛会。本届世界杯其中的一项“黑科技”就是特殊的比赛用球，这个球被称为“Al Rihla”，其最大的宣传特点，就是充分利用了空气动力学和现代科技的完美组合，比往届世界杯的用球飞行速度更快。

4年一次的男子足球世界杯，可能是全球足球迷最为津津乐道的节日了。在足球这项全球最受欢迎的运动中，能够推动竞技水平提升的因素，除了足球运动员本身的天赋和刻苦训练外，还要包括球场、草坪以及足球等辅助设备的优化升级。

和往届世界杯一样，卡塔尔世界杯也使用了一种新的足球。随着科学技术的升级所带来的推动作用，也与时俱进地体现在了足球比赛的用球上。其中最突出的优化升级就是尽可能地在减少质量的情况下，减少在飞行过程中所受到的空气阻力，从而能最大程度地发挥出运动员在出脚以后，足球所保持原有的旋转、飞行惯性。

足球在飞行时所受到的阻力

足球运动和其他球类的一个明显的区别，就是它在空中飞行的时间要明显更长，只要不是贴着地面的滚动和短传，无论是长传、任意球、角球、任意球，还是射门，足球都或多或少地在空中沿着相应的轨迹移动，因此，足球在空气中的运动方式，在一定程度上决定了它飞行的高度、远度和稳定度。

在足球的飞行过程中，不可避免地会与周围的空气发生摩擦，从而空气对足球产生一定的阻力。如果从空气动力学的特征看，足球在空中飞行时，其表面会有一层基本静止的空气薄层，这个薄层包裹着足球的很大一部分。当足球运动速度较低时，这个薄层只覆盖着足球的前半部分，前方的空气就会在足球行进时，从球的表面流过和剥离。同时，球的后方空气状态相对来说比较有规律，在空气动力学中被称为“层流”。

如果足球的飞行速度很快，那么上面提到的这个薄层所包裹的足球表面积就会较大，在前方空气流与足球表面相分离时，在足球的后方会形成一系列非常紊乱的漩涡，在空气动力学上这种漩涡被称为“湍流”。

经过科学家们反复的测量，在足球慢速飞行时所形成的层流中，其空气阻力系数，要比高速飞行时高出1.5倍，这看上去有点违反我们的直觉。但事实就是如此，因为表面粗糙的情形，会使薄层空气边界层与球体的分离时间延长，从而使得球体在后方空气所形成的“湍流”中待的时间更长，这就是为什么表面坑坑洼洼的高尔夫球，要比表面光滑的、同样大小的球飞得更远的原因。

通过以上研究的一个结论就是，当足球后方的空气流，从湍流模式转变为层流的过程中，那么球的飞行速度将会明显变慢。这也是多年来，制作一个好的比赛用球，所要考虑的重要因素，说白了就是有效控制气流从湍流过渡到层流的速度。

在2002年之前，世界杯用球的外观基本上是差不多的，主要是由20个六边形与12个五边形共同组成的一个32面板结构，在此基础上由皮革缝制而成。

在2006年的德国世界杯上，比赛用球开始出现了重大变化，其表面由14块光滑的面板进行组合，两两面板之间通过热粘合的工艺连接在一起，从而避免了下雨天和潮湿天气下水分进入球体的内部，延长了足球的使用时间，更重要的是保证了恶劣天气下足球飞行时的稳定性。

在此后的3届世界杯上，足球供应商不断地在足球面板数量、粘合性能、表面纹理等方面进行优化，以此来制作出更加符合空气动力学的足球，推动足球在受到相同外力条件下提升空中飞行能力。

比如，2010年南非世界杯上的“普天同庆”足球，只采用了8块有质感的嵌板，但表面整体比较光滑。

再比如，2014年巴西世界杯和2018年俄罗斯世界杯的用球，都只有6个形状比较奇特的面板，表面纹理有所差异，但是表面的粗糙程度大体相当，所以它们的空气动力学特征比较相似。

本届世界杯用球堪称空气动力学“冠军”？

卡塔尔世界杯用球Al Rihla在制作时，除了内部装有传感器这个“黑科技”以外，仅从空气动力学方面看，主要有这么几个明显的特征：一是表面材料由水性油墨和胶水制作而成；二是面板数量为20个，其中12个大一点，形状有点像冰淇淋蛋筒，另外8个是边长大致相等的小三角形；三是表面相对光滑，没有像以前的球那样使用凸起的纹理来增加表面粗糙度，而是覆盖了类似酒窝的特征。

刚才提到了，如果球体表面比较光滑的话，那么空气动力学特征就会偏向“弱”的方向，不利于球体飞行得更远。为了弥补这个“缺陷”，Al Rihla在面板的接缝处，选择了更宽更深的设计。

为了测试世界杯比赛用球的阻力系数，有相关研究机构还专门做了“功课”，跑到风洞实验室里进行实地测验，测验的对象分别是最近4届世界杯的比赛用球。如刚才所说，当足球飞行时，气流由湍流转为层流的瞬间，足球的阻力系数迅速上升，表征就是突然减速。因此，在风洞中的测试，主要对每个用球的“过渡速度”进行界定。

测量的结果，有点让人失望，大部分的世界杯用球，这个过渡速度基本上在58公里每小时左右，Al Rihla也不例外。只有南非世界杯“普天同庆”用球的过渡速度高出很多，达到了约82公里每小时，考虑到大多数任意球、长传开始时的足球飞行速度大约为90公里每小时左右，这就是为什么球员们觉得南非世界杯足球“不好踢”的原因了，毕竟刚出脚没多久，足球就经历了“过渡速度”期，出现了飞行速度明显下降的情况。

所以，Al Rihla的空气动力学特性，与前两届世界杯的用球基本是相似的，并没有使飞行速度变得更快、飞行距离更远，如果要说有什么不同的话，有可能是在较低的速度下移动得更快一些而已。

#2022世界杯#

#卡塔尔世界杯黑科技#

本站声明：以上部分图文视频来自网络，如涉及侵权请联系删除