Волан для бадминтона Spin & Aerodynamics

Помимо того, что я являюсь разработчиком для Mac и iOS, я увлекаюсь бадминтоном и снова начал играть после 10-летнего перерыва.

Меня, бывшего академика-исследователя, в бадминтоне всегда интересовало то, как на самом деле ведет себя волан для бадминтона в полете и особенно как он реагирует на вращение.

Как и во многих других видах спорта с ракеткой, игроки регулярно нарезают удары, но из-за уникальной формы волана и его резкого замедления его поведение сильно отличается от поведения мяча.

Аэродинамика мячей для тенниса или настольного тенниса хорошо изучена и широко изучена, но этого нельзя сказать о волане для бадминтона, что удивительно , учитывая, что это самый популярный вид спорта с ракеткой в мире (факт это нелегко понять в западном мире, где бадминтон все еще занимает довольно нишу).

В 2006 году я задал этот вопрос на форуме по бадминтону и был потрясен, обнаружив, что даже люди, которые принимали непосредственное участие в разработке 9Воланы 0012, похоже, не очень хорошо понимали, что на самом деле происходит, когда вы разрезаете волан. Спустя 10 лет были проведены некоторые аэродинамические исследования аэродинамической трубы, и я резюмирую то, что нашел:

Во-первых, аэродинамика настоящих перьевых волана и синтетических очень отличается, и продвинутые игроки будут использовать только функциональные воланы, поэтому мы не будем вдаваться в подробности синтетических.

Все перьевые челноки сконструированы таким образом, что они имеют естественное вращение против часовой стрелки, как это видно нападающему, когда челнок удаляется от него/нее. Это связано с перекрытием перьев, что создает асимметричную форму. Это «естественное» вращение стабилизирует волан во время полета и вызывается потоком воздуха, проходящим через перья. Это вращение вокруг центральной оси челнока становится тем быстрее, чем быстрее движется челнок. Когда челнок замедляется, вращение замедляется и становится менее устойчивым.

Пока это «естественное» вращение происходит просто благодаря конструкции воланчика, а не благодаря вмешательству игрока. Вы можете наблюдать за этим вращением, сбросив челночный кран с приподнятой платформы, т.е. балкон.

Насколько я понимаю, пока не будет достигнута определенная скорость, вращение челнока мало влияет на его коэффициент аэродинамического сопротивления, а просто стабилизирует челнок, как волчок. Однако, как только вращение достигает порогового значения, центробежная сила, действующая на челночный кран, выталкивает «юбку» наружу, что увеличивает сопротивление и приводит к значительно более быстрому замедлению челночного крана. Из исследований, которые я видел, я не уверен, связано ли это с тем, что сами перья изгибаются, или только нити, которые удерживают их вместе, немного «уступают».

Когда игрок-правша разрезает волан в «нормальном» направлении слева направо (по часовой стрелке), это добавит «естественному» вращению волана против часовой стрелки, поскольку он меняет свой путь. Таким образом, это вращение будет быстрее, чем при той же скорости без действия нарезки.

Таким образом, при некоторых обстоятельствах режущее действие приводит к более резкому торможению челнока из-за деформации юбки, увеличивающей его сопротивление, и челнок становится короче. Если я правильно понимаю, это будет только в том случае, если челнок будет вращаться достаточно быстро, чтобы вызвать эту деформацию юбки. Если вращение против часовой стрелки увеличивается, но все еще остается ниже порога деформации юбки, челнок должен просто двигаться по более стабильной траектории. Является ли это повышение стабильности значительным или нет, я не знаю и не могу найти никаких исследований по этому поводу.

Тем не менее ясно, что вращение челнока за счет разрезающего действия ракетки окажет значительное влияние на траекторию челнока при ударе челнока на большой скорости. В этом случае юбка деформируется и увеличивает сопротивление, что приводит к сокращению пройденного расстояния.

Применительно к плоскому драйву или к атакующему клиру, подсечное действие позволит игроку ударить по волану намного сильнее, сохраняя при этом возможность удерживать его внутри корта, где прямой удар, покидающий ракетку с той же скоростью, идти долго.

В этом сценарии шаттл будет двигаться быстрее в среднем и, следовательно, в целом  пока не остановится и не упадет прямо на пол. Эффект замедления будет самым сильным вначале и полностью прекратится на каком-то этапе траектории полета, когда естественная скорость вращения восстановится из-за конструкции челночного крана. Таким образом, более поздняя часть траектории полета шаттла будет идентична между разрезом и прямым выстрелом. Эффект повышенного замедления прекращается, когда силы вращения становятся слишком малыми, чтобы привести к деформации юбки.

Таким образом, разница в скорости полностью связана с более высокой начальной скоростью челнока.

Некоторые люди считают, что вращение самого челночного крана могло бы обеспечить пропеллерное увеличение скорости, но это не так. Вращение влияет только на его коэффициент лобового сопротивления, но не обеспечивает движение вперед или назад.

В играх с мячом верхнее вращение и срез работают за счет создания перепада давления вокруг мяча. Похоже, что «зазор» между основанием (пробкой) челнока и юбкой (перьями) создает перепад давления, который имеет решающее значение для создания сильного замедления челнока, но я не видел никаких доказательств того, что давление на дифференциалы влияет осевое вращение челночного крана.

Таким образом, «обычно» нарезанные воланчики замедляются быстрее, чем при ударе «прямо», и они могут двигаться несколько более стабильно, но что происходит, когда «обратный срез» наносится через головку ракетки, двигаясь справа налево над воланом ?

Ну, я вообще не смог найти никаких исследований на эту тему. В обсуждениях на форумах некоторые люди утверждают, что разницы нет, но это явно неверно, поскольку челноки сконструированы с «естественным» вращением против часовой стрелки, а «обратный срез» будет применять по часовой стрелке оборотов.

Также, конечно, кажется разницей, когда вы на самом деле переворачиваете волан в обычной игре, но все происходит так быстро, что невозможно точно наблюдать, что происходит. Я использую обратный срез почти исключительно для ударов с левой задней площадки через корт, особенно из-за обманчивого элемента ракетки, движущегося в направлении, противоположном фактическому удару. Я также чувствую , что обратное нарезание воланов при глубоком толчке сетки (например, при подаче в парном разряде) снижает вероятность того, что он вылетит.

Интересно, что игроков-левшей разрезают волан в противоположном направлении, что означает, что их «прямые удары» на самом деле являются «обратными ударами» (придающими вращение по часовой стрелке), а их «обратные удары» являются «прямыми ударами» (придающими вращение против часовой стрелки). ). Например, когда вы наблюдаете за игрой Лин Дана, его шаттлы кажутся движущимися по траектории, отличной от траектории большинства других игроков, и, возможно, это одно из объяснений этого.

К сожалению, нет убедительных доказательств этого, так что остальная часть в основном является предположениями, некоторые из которых навеяны сообщениями на форуме.

Казалось бы логичным, если вращение челнока в направлении, противоположном его естественному вращению, заставит его двигаться менее стабильно. На высоких скоростях эффект, скорее всего, будет незначительным, но на более низких скоростях кувырков должно быть больше.

Было бы также логично, что «естественное» вращение, вызванное конструкцией челнока и сопротивлением воздуха, противодействовало бы «обратному» вращению, и могло бы (и, вероятно, должно было бы) заставить вращение челнока перемещаться от часовой стрелки к часовой стрелке на некоторое время против часовой стрелки. этап по своей траектории.

Таким образом, мы остаемся с высокой степенью сопротивления, когда волан покидает ракетку, за которым следует падение сопротивления, поскольку центробежные силы становятся слишком малыми, чтобы вызвать деформацию юбки, после чего следует остановка вращения по часовой стрелке и, наконец, восстановление естественного вращения челнока против часовой стрелки. Только в начале выстрела центробежные силы могли быть достаточно велики, чтобы затормозить челнок быстрее, чем при прямом выстреле.

большое неизвестное во всем этом заключается в том, одинакова ли величина деформации юбки при вращении по часовой стрелке или против часовой стрелки. Если это то же самое, то прямолинейный выстрел будет замедляться дольше и, следовательно, всегда будет падать короче. Если оно больше, то от зависит, насколько оно больше . Если он намного больше, это компенсирует более короткое время, в течение которого он эффективен, и шаттл будет падать короче.

Насколько я понимаю, никаких исследований по этому поводу не проводилось, но просто глядя на конструкцию воланного крана, это определенно кажется возможным, что вращение по часовой стрелке против «шероховатости» элементов значительно повлияет на воздушный поток вокруг них и создаст турбулентность. Это определенно заставит его быстро перестать вращаться по часовой стрелке, но увеличится или уменьшится сопротивление и насколько, я бы не рискнул предположить.

Конечно, от того, хотите ли вы воспроизвести удар прямо, с разрезом или наоборот, зависит не только от летных характеристик, которые он придает. Кузовная механика значительно упрощают «прямой срез», чем «обратный срез» почти для всех кадров. «Обратное нарезание» все еще может быть оправдано, потому что оно может быть обманчивым как с точки зрения замаха ракетки, так и с точки зрения траектории полета.

Для максимальной мощности нарезка ударов , вероятно, не лучшая идея, так как это сделает выстрел медленнее. Для чек-смэша или полу-смэша использование «прямого удара», вероятно, наиболее эффективно, но «обратный удар» может иметь другую траекторию полета и характеристики замедления, которые могут причинять неудобства противникам.

Атакующие зачищают могут быть сильно нарезаны, чтобы они могли добраться до спины быстрее, потому что может быть сообщена большая начальная скорость. Обратное нарезание клира, вероятно, не очень хорошая идея, так как это уменьшает количество энергии, которую можно вложить в волан, поскольку он представляет собой более низкую механику тела.

Ситуация менее ясна для дроп-шотов , где оба подхода имеют смысл. Обратное нарезное действие более обманчиво, чем прямое, и обман очень важен для дроп-шотов. Нарезка дроп-шота позволит воспроизводить его быстрее, чем если бы он играл прямо, поэтому обычно дроп-шот следует нарезать.

Из-за механики тела удара поперек корта с ударом справа было бы трудно использовать обратный удар, и простое попадание по волану прямым замахом, но головка ракетки, расположенная под углом, обеспечивает отличный способ отыгрывания «прямого» удара поперек корта с разрезом и, таким образом, кажется единственным выходом.

Точно так же было бы очень сложно выполнить удар слева от головы с прямым ударом, а обратный удар гораздо легче выполнить, он более обманчив и, следовательно, является очевидным выбором.

Когда дело доходит до прямых дропов, все более точно сбалансировано. Поскольку мы подозреваем, что прямой удар более эффективен для замедления воланчика, вы, вероятно, сможете произвести более эффективный выстрел, используя эту технику, и ее преимущество будет увеличиваться с увеличением скорости. Таким образом, чем ближе мы получаем полукруг, тем больше мы должны предпочесть прямой срез. Однако при более низких скоростях неясно, действительно ли любой срез вообще замедляет шаттл; это может только сделать его более стабильным.

Обратный срез на более низких скоростях, вероятно, делает шаттл менее устойчивым в середине траектории полета, поскольку «естественное» вращение восстанавливается, и шаттл ненадолго кувыркается. Это может быть преимуществом, поскольку челнок будет двигаться под идеальным контролем, пока он все еще вращается по часовой стрелке, что позволит вам точно разместить его. Затем, если время выбрано правильно, она начнет становиться нестабильной после того, как пересечет сеть и, таким образом, причинит неудобства вашему противнику.

Ясно, что обратное движение среза, хотя и сложнее в исполнении, также гораздо более обманчиво. Так что удары с медленным падением, вероятно, следует выполнять с использованием обратного среза.

С правой стороны, быстрые удары по средней площадке имеют высокий риск длинной игры, но механика тела позволяет наносить удары по ним обеими формами среза. Что касается бэкхенда, то трудно представить, как кто-то сможет отыграть жесткий обратный удар, и у немногих игроков будет достаточно сил, чтобы беспокоиться о том, чтобы в любом случае отправить волан. Таким образом, у нас действительно есть выбор только на передней стороне, но, похоже, нет никаких преимуществ в попытке выполнить более сложный обратный срез.

Таким образом, нарезанных выстрелов определенно замедляются быстрее в начале своей траектории и, таким образом, падают короче, чем прямые выстрелы. Обратные нарезные выстрелы определенно замедляются быстрее, чем прямые выстрелы, но, вероятно, замедляются и по-другому, и, вероятно, меньше, чем прямые нарезные выстрелы. Даже прямые выстрелы заставляют челнок вращаться против часовой стрелки на высоких скоростях.

Буду очень рад любым советам или исправлениям, так как я очень хочу лучше понять всю эту область. Любые указатели на соответствующие исследования или статьи также будут высоко оценены.

Подробные правила обслуживания

Джейсона

(Сингапур)

Вопросы:
Я видел несколько вопросов по правилам обслуживания, но я все еще в замешательстве, поэтому пишу этот пост.

1. Где находится самый высокий уровень для размещения головки волана.

2. Может ли головка ракетки находиться выше уровня талии и опускаться вниз, чтобы ударить по волану перед подачей? (имеется в виду сверху вниз и снова вверх)

3. Если соперник не готов к вашей подаче, что произойдет?

Ответ:
Привет, Джейсон, еще раз спасибо за вопрос.

Я ценю, что вы просмотрели все вопросы, которые задают наши посетители. Я отвечу на ваши вопросы по порядку.

1. Где находится верхняя часть волана?

Имейте в виду, что удары по волану должны выполняться ниже линии талии подающего (воображаемая линия где-то вокруг нижней части нижнего ребра подающего). вы хотите. это нормально до тех пор, пока челнок не упадет вниз после того, как вы его отпустите.

Однако, как только ракетка соприкоснется с воланом, ВЕСЬ волан должен быть ниже линии талии подающего.

2. Может ли головка ракетки находиться выше уровня талии и опускаться, чтобы ударить по волану перед подачей?

Да, разрешено.

Это очень распространено при выполнении высокой подачи.

Подающие размещают свои ракетки выше талии, после чего совершают U-образный взмах, направляя волан высоко к базовой линии принимающего.

Это означает, что ракетка будет раскачиваться от уровня выше талии до уровня ниже талии, а затем снова вверх в одним плавным движением (подобно U-образному замаху).

Это не является сервисной ошибкой, при условии, что замах выполняется одним плавным движением; если между колебаниями есть пауза, это ошибка .

Кроме того, ракетка должна быть направлена ​​вверх, чтобы войти в контакт с воланом.

Однако контакт с ракеткой должен быть осуществлен, когда ВЕСЬ волан находится ниже линии талии.

3. Если соперник не готов к вашей подаче, что произойдет?

Это распространенный сценарий даже на официальных турнирах.

Стандартной процедурой для решения этой проблемы будет объявление рефери «LET».

A let — общепринятая терминология в бадминтоне. Судья объявляет «лет», чтобы остановить игру.

«let» дается, когда получатель не готов к приему, а сервер уже доставил услугу.

После этого сервер должен будет повторно подать заявку, и очки сбора не будут начисляться, если судья объявит «пусть».

Обратите внимание, что это не фол в данном случае; это призыв судьи переиграть розыгрыш.