碳素羽毛球将跻身赛场

【英国《新科学家》文章】题：羽毛球的轨迹
１９５２年发明的廉价耐用的人造材料羽毛球，使羽毛球运动进一步得到普及。目前有１２３个国家开展羽毛球运动，仅在英国就有大约４００万人经常打羽毛球。人造材料的羽毛球，占目前羽毛球销量的６０％。多数业余的羽毛球爱好者，使用人造羽毛球。人造羽毛球的售价，仅为天然材料羽毛球的一半，而寿命却是后者的３至４倍。但是，顶尖的运动员和教练员认为，制造商尚未造出与天然材料的羽毛球一样好的人造羽毛球。不过，现在制造商正在研究为什么羽毛球的飞行很难模仿，并声称将在１８个月之内推出新一代碳素纤维“羽毛”球。
计算机模拟技术，可以改进羽毛球设计。计算机模型则可以在不必制造出样品的情况下，分析某项设计的性能。但是，这些计算机程序还无法模拟出羽毛球飞行的所有因素。计算机从二维的角度（高度和距离）模拟羽毛球的轨迹。然而，在高水平的羽毛球比赛中，微小的三维因素（例如羽毛球飞行过程中向一侧漂移）都会严重影响比赛结果。羽毛球打漂是羽毛球绕其前进方向旋转而产生的“陀螺”效应
——与运动员打出的旋转球完全不同。
为便于理解这种现象，设想从进攻者一端俯视羽毛球场，观察被对方击回的羽毛球。在其轨迹的顶端，羽毛球翻转并重新向下飞行。但是当它翻转时，它总是向右偏转，在改“斜”归正之前，其漂移距离达数厘米。这里有两个过程在起作用。第一个是羽毛球绕其运动方向旋转及其翻转所产生的“陀螺”效应，这导致了使羽毛球产生向右的力，并使球在下落前晃动。第二个过程是简单的空气动力效应——由于羽毛球向右偏转，它运动时便出现向右的漂移。当翻转完成后，此力消失，漂移停止。优秀运动员可以打出看似飞出球场左侧边线但却落在界内的高球。而大力扣杀没有这样的漂移，因为在这种情况下羽毛球轨迹中点没有翻转。高水平选手会考虑到漂球，不过许多人说不出所以然。
人造羽毛球的转速仅为天然材料羽毛球的一半。制造商可以用塑料球脊上的空气动力箔提高转速，但这会增加重量，降低稳定性。而碳素纤维羽毛球的强度远胜于塑料。这也是它被用于网球及羽毛球球拍的原因。新的人造“羽毛”将以碳素纤维作骨干，外面包以塑料。制造商声称，这种“羽毛”球的外表、手感和飞行性能将与天然材料的羽毛球一样，寿命也将延长。但是，根据目前的设计，这些碳素纤维羽毛球的成本是天然材料羽毛球的２倍。不过，制造商的目标是在１５个月内生产出价格适中的碳素羽毛球。