Эволюция футбольного мяча. Telstar 18

Adidas Telstar 18 — официальный футбольный мяч чемпионата мира 2018.

Теннис, гандбол, футбол или мини-футбол — на первый взгляд 4 разных вида спорта. Но между ними существует определённая связь. Нет, это не игра ногой. В теннисе мяч подаётся ракеткой, а в гандболе — исключительно руками. Все эти игры объединяет мяч — он является их главным элементом. Перечисленные виды спорта — лишь малая часть игр, где используется мяч. К ним стоит добавить волейбол, баскетбол, водное поло и другие.

Но каким образом мяч появился на поле игры?

И вообще что такое мяч? Круглый кожаный мяч снова становится центром внимания. Как и в предыдущие годы, Adidas отвечает за разработку и производство мяча для чемпионата мира. И, конечно же, новый мяч не остался безымянным, он получил имя «Telstar 18». Это название выбрано неслучайно: оно связано с прошлыми чемпионатами мира. В 1970 и 1974 годах футболисты играли в мячи Telstar на чемпионатах мира. Кстати, новый мяч уже был представлен FIFA в ноябре 2017 года: он заметно отличается от мячей прошлых игр.

Вы читали?

Что такое эффект Магнуса?
Что такое эффект Магнуса?

Что такое мяч?

На первый взгляд этот вопрос кажется тривиальным и странным. Мяч круглый и наполнен воздухом. Правильно, но что представляет собой мяч с точки зрения математики? Мяч является объектом, имеющим форму от круглой до овальной. В некоторых источниках упоминается, что мяч обладает эластичными свойствами.

Однако используемые в некоторых видах спорта мячи не подходят под это описание — ни бильярдный, ни мяч для гольфа. С математической точки зрения, мяч есть шар, будь он футбольный или гандбольный.

Шар круглый и отлично катится по поверхности. Какими свойствами в конечном итоге будет обладать мяч, сильно зависит от его структуры. Футбольный и волейбольный мячи состоят, как правило, из искусственного материала снаружи и каркаса. Эта конструкция позволяет наполнить мяч воздухом. В свою очередь, оболочка и воздух внутри обеспечивают эластичность, а она ответственна за то, чтобы мяч прыгал и летел по воздуху. Играть с резиновым мячом было бы значительно сложнее. Мячики для настольного тенниса, бейсбола или пелоты имеют иную конструкцию и на игровом поле ведут себя иначе.

Как были произведены футбольные мячи?

Базовая конструкция футбольного мяча в конечном счёте определяет отдельные этапы его производства. Современные мячи состоят из двух компонентов: наружной оболочки и внутренней камеры. Последнюю стали использовать для изготовления мячей с момента изобретения латекса/резины.

Раньше мячи делали из мочевого пузыря животных, в том числе свиней, или наполняли их другими материалами. До появления возможности заполнения камеры воздухом и закрытия её клапаном футбольные мячи зашнуровывали. То есть на одной стороне мяча был шов для зашнуровывания. Ввиду такой конструкции мяча повлиять на его поведение было сложно.

Но и материал имел свои минусы. При влажной погоде кожа впитывала воду, мяч становился тяжелее и его можно было контролировать только при катании по земле.

Эволюция футбольного мяча. Telstar 18
Telstar 18 3D Модель

От кожи до синтетики

Раньше мячи для чемпионатов производили из отдельных кусочков кожи, которые сшивались друг с другом. Кроме того, важно было использовать вощёный нейлон, чтобы как можно меньше воды было пропущено внутрь. С появлением современных материалов производство футбольных мячей изменилось — теперь они изготавливаются из синтетики (ПУ).

Это позволяет разбивать мяч на сегменты (соты), они могут производиться по одному. Сначала изготавливается внутренний сегмент, а оболочка может быть сделана отдельно, затем их прессуют вместе в одной форме. Впоследствии отдельные сегменты соединяют — их больше не нужно сшивать, а достаточно склеить.

Что нового в современных мячах?

Эволюция футбольного мяча. Telstar 18
Характерный для футбольного мяча узор уходит в прошлое

Классические футбольные мячи имеют одну отличительную особенность — узор. До конца 1990-ых белый мяч с чёрными сегментами был символом футбола, но в последние годы дизайн мячей изменился. Перемены начались с мяча «Тимгайст» (Teamgeist). Этот мяч, которым играли во время чемпионата мира в 2006 году в Германии, имел пропеллерообразную структуру внешней поверхности, что изменило количество швов.

Эволюция футбольного мяча. Telstar 18
Современные мячи производят с минимальным количеством швов

С тех пор дизайн мячей постоянно меняется. Например, мяч «Джабулани», представленный на чемпионате в Южной Африке, состоял из 8 панелей. А бразильский мяч «Бразука» имел яркий красочный дизайн и был изготовлен всего лишь из 6 панелей. Чем меньше панелей имеет мяч, тем меньше на нём швов. Это относится и к новому мячу «Telstar», изготовленному для Чемпионата мира по футболу 2018 года, но ещё предстоит выяснить, как команды справятся с ним.

Футбольные мячи становятся более продвинутыми

Игра в футбол давно стала массовой. Футбольный чемпионат мира в России снова привлечет миллионы людей к телеэкранам. Звезда футбольных полей — «Telstar 18» — уже ждёт своего часа. С точки зрения дизайна он значительно отличается от последних ярких и красочных мячей. Новый «Telstar 18» выглядит проще, но при этом является чудом высоких технологий. Потому что мяч не только оснащён ноу-хау в отношении управления, но и чипом NFC.

 

 

 

 

 

TELSTAR 18

 

 

 

 

Новый мяч для Чемпионата Мира по футболу был создан так, чтобы не влиять на ход игры.

 

Дизайн Telstar 18 — это переосмысление первого мяча Adidas созданного для Чемпионата Мира по футболу 1970 года, но с добавлением большого количества технических элементов.

Каждые четыре года создают новый мяч для Чемпионата мира, и каждый раз игроки им недовольны. То он слишком легкий и слишком легко взлетает, как Fevernova в 2002 году. То он неожиданно начинает колебаться в воздухе, что мешает предсказать его движение, как было с Teamgist 2006 года. Или, мяч внезапно меняет скорость, что становится причиной случайных касаний руками, как Jabulani 2010 года.

Физика в спорте

Джон Эрик Гофф, профессор физики в Университете Линчбурга.

Во время соревнований такого уровня, как Чемпионат мира, любые даже крошечные изменения в аэродинамике мяча могут повлиять на игру команд. Поэтому следует ожидать детальный разбор характеристик нынешнего мяча чемпионата.

Адидас разрабатывал каждый мяч для Чемпионатов мира, и, помимо того, что он крупный поставщик инвентаря, инженеры компании стараются приблизиться к разработке идеального мяча, говорит Гофф.

Идеальный футбольный мяч — это идеальная сфера, его поверхность достаточно тонко текстурирована, чтобы поток воздуха вокруг мяча создавал турбулентность. Может это звучит странно, но гребни и выпуклости на мяче делают его более аэродинамическим, помогая ему пролетать по воздуху более стабильно.

Telstar 18, разработанный для Чемпионата мира по футболу 2018 года в России, пытались сделать по форме как можно ближе к идеальной сфере. На поверхности мяча расположены небольшие пупырышки и шесть термически скрепленных панелей, которые защищают мяч от подпрыгивания и колебаний в воздухе, при ударе без подкручивания. Все 32 команды имели возможность проводить игры с ним с ноября 2017 года в рамках подготовки к турниру, который будет проходить с 14 июня по 15 июля. Но, несмотря на сходство со старым мячом, игроки жаловались на Telstar 18. Если сравнивать с последними несколькими мячами чемпионатов, Telstar 18 очень похож на мяч, использовавшийся в 2014 году в Бразилии. Он не будет перелетать цель, но его колебания в воздухе будут отличаться, а по результатам аэродинамических тестов, в конечном итоге, он будет более стабильным.

«Я сочувствую игрокам и особенно вратарям, которые должны привыкать к новому мячу», — говорит Гофф. Пока что Telstar 18 получил несколько плохих отзывов от вратарей, которые играли с ним, начиная с ноября. Они были недовольны тем, как он движется в воздухе и какова поверхность мяча на ощупь. Вратари, в отличие от любого другого игрока на поле, должны предсказывать, куда пойдет мяч, чтобы блокировать его полет, тем более не имея возможности бегать по полю, чтобы приспособиться под траекторию движения мяча. Это означает, что у вратарей чаще всего возникают жалобы на новый дизайн. «Каждый раз, перед чемпионатом вратари жалуются на новые мячи», — говорит Гофф.

Аэродинамика футбольного мяча

Используя аэродинамическую трубу, Гофф исследовал на что способен Telstar 18 во время полета. Зарисовав траекторию, он изучил падения и подъемы мяча в воздухе при ударах, схожих с кручеными, которые так любит исполнять Криштиану Роналдо. «Даже если аэродинамически Telstar 18 не отличается от Brazuca, он по-прежнему будет колебаться в воздухе немного по-другому, потому что у них разные формы панелей», — говорит Гофф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Джон Гофф с мячами Telstar 18 и Brazuca

Когда объект летит по воздуху, вокруг него образуется тонкая воздушная подушка, которая остается относительно неподвижной. Этот пограничный слой — причина почему на вашем вентиляторе на потолке есть слой пыли. При более низких скоростях воздух вокруг футбольного мяча плавно перемещается по поверхности и расходится от его сторон в самых широких точках. Представьте себе мяч, вращающийся справа налево по часовой стрелке, проходя от 3 часов до 9, объясняет Гофф. С ламинарным потоком воздух течет по поверхности, а затем перераспределяется на 12 и 6 часов, что создает большее сопротивление воздуха. Трение замедляет ход мяча быстрее. На более высоких скоростях воздух перемещается турбулентно через поверхность мяча и расходится на 2 и 4 часа. Поток эффективно обтекает заднюю часть мяча. Этот турбулентный поток имеет меньшее сопротивление, что означает, что мяч продолжает двигаться с высокой скоростью дольше.

 

Секрет в том, что летающие объекты имеют порог, где поток воздуха меняется с турбулентного на ламинарный (и наоборот). В зависимости от скорости,при которой футбольный мяч делает этот переход, у игроков могут появляться определенные проблемы.

Печально известные мячи Jabulani, созданные для Чемпионата мира 2010 года в Южной Африке, переходили от турбулентного к ламинарному потоку при скоростях 50 и 45 миль в час, что соответствует скоростям угловых и штрафных ударов. Переход между этими типами потоков приводил к тому, что мяч начинал колебаться в воздухе, после чего двигался по траектории, которую игроки никак не ожидали.

«Если бы я увидел, по какой кривой двигался Jabulani, до чемпионата мира 2010 года в Южной Африке, я бы позвонил в FIFA и Adidas, и сказал бы, что этот мяч использовать нельзя», — говорит Гофф. То, что Jabulani становился непредсказуемым, и при длинных передачах он вел себя как мяч для пляжного футбола, действительно помогло Испании выиграть в 2010 году, говорит Гофф. Стратегия испанской команды почти полностью опиралась на короткие точные проходы без длинных пасов, которые стали непредсказуемыми с мячом Jabulani. «Это был прекрасный пример команды, стиль игры которой соответствовал характеристикам мяча», — говорит Гофф.

В этом году мяч не должен был оказывать такого влияния на игру. В тестах в аэродинамической трубе Гофф обнаружил, что Telstar 18 имеет очень похожий аэродинамический профиль с мячом Brazuca 2014 года, который во время длинных пролетов вел себя устойчивее Jabulani. Jabulani был первым мячом, имеющим шесть швов, и, несмотря на то, что у него была шероховатая поверхность, она все равно была слишком гладкой, говорит Гофф. Когда Brazuca был выпущен, он имел на 68 процентов больше швов, чем Jabulani, чтобы менять воздушный поток вокруг себя. Telstar 18 модернизирован еще больше. Вместо того, чтобы перейти к ламинарному потоку в середине длинных передач, Telstar 18 проходит через свой порог сопротивления при более низкой скорости — 38 миль в час.

Переход на этом этапе идеален, потому что короткие передачи проходят со скоростью до 38 миль в час, тогда как угловые удары и длинные пассы будут происходить на более высоких скоростях. На Telstar 18 расположение швов, их длина и пупырышки, покрывающие поверхность мяча, являются не только элементами дизайна, но и контролирует движение мяча в воздухе.

Разрабатывая мяч, Адидас пытался создать форму, с помощью которой полет будет осуществляться как можно более равномерно и последовательно. «Конструкция также обеспечивает повышенное распределение мощности и предсказуемый отскок при ударе», — говорится в заявлении Adidas. «Текстура поверхности дополнительно оптимизирует полет мяча, приземление и поверхностное скольжение».

Сходства и различия Brazuca и Telstar 18

Несмотря на сходство с Brazuca, некоторые различия между этими мячами окажут влияние на игру, говорит Фироз Алам, инженер в области аэродинамики в Королевском Мельбурнском технологическом институте в Австралии, который также выполнял тесты над Telstar 18 в аэродинамической трубе. «Когда игрок делает короткую передачу, ему придется бить немного сильнее, поскольку на скорости менее 60 километров в час (или 37 миль в час) Telstar 18 имеет большее сопротивление , чем Brazuca», — говорит Алам. Пасы средней длины и угловые удары, которые с Jabulani приносили так много проблем, были решены. По сравнению с Brazuca, Telstar 18 также более эффективен с точки зрения аэродинамики в диапазоне 40-50 миль в час. Алам говорит, что игрокам на самом деле нужно будет бить немного мягче, или они, вероятно, будут пробивать дальше ожидаемого. На скорости 55 миль в час эти мячи ведут себя очень похоже.

Технология NFS в мячах.

Эволюция футбольного мяча. Telstar 18
Презент от Путина: в подаренном Трампу футбольном мяче обнаружили чип

Компания Adidas на своем официальном сайте разъясняет, что все мячи для ЧМ-2018 снабжены технологией NFC (Near Field Communication). В них вмонтированы крошечные чипы, позволяющие с помощью специального приложения, установленного на смартфон, считывать специальный код. После чего пользователь приложения получает доступ к видеороликам футболистов, конкурсам болельщиков и другому подобному контенту. Сам чип пассивен, никакой информации он не передает и имеет крайне малый радиус действия — чтобы воспользоваться программой, надо поднести свой гаджет почти вплотную к мячу. Это можно сделать, например, в магазине, где продается продукция Adidas, или приобретя сам мяч — то есть, чип-имплант несет чисто рекламную функцию.

Ō

SourceScinexx