De start van de Australian Open, de eerste tennis Grand Slam van het jaar, is het startsein voor gedetailleerde besprekingen van meeteenheden als gewonnen punten, serveersnelheden en schotplaatsing. Hoewel veel van deze prestatiecijfers natuurlijk aan de speler kunnen worden toegeschreven, moeten we ook stilstaan bij de belangrijke rol van het racket.
Tennis is een oude sport met een rijke geschiedenis van technologische ontwikkelingen in de uitrusting. Wimbledon, het oudste tennistoernooi, werd opgericht in 1877, en de eerste Australian Open werd gehouden in 1905. Door de toepassing van geavanceerde technologie is het tennisracket sinds deze vroege wedstrijden aanzienlijk veranderd, zoals gedetailleerd wordt beschreven in een recent onderzoeksartikel en wordt samengevat in de video hieronder.
De vroege tennisrackets ontleenden hun ontwerp aan de oudere sport van het echte tennis, een vroege racketsport die dateerde van rond de 16e eeuw en werd gespeeld door de rijken en de elite. Ze waren gemaakt van hout, met lange handgrepen en kleine scheve koppen, waardoor het voor de speler gemakkelijker was om het slagvlak dicht bij de grond te brengen om de typisch laag stuiterende ballen van het echte tennis te slaan. Deze racket frames verdwenen al snel naarmate tennis zich ontwikkelde als een sport op zich. Symmetrische racket frames werden gemeengoed tegen de tijd van de eerste Australian Open.
De meeste fabrikanten bleven hun rackets tot in de jaren zestig van hout maken en er waren weinig andere ontwerpontwikkelingen. Sommige vroege fabrikanten van tennisrackets produceerden metalen frames om te proberen het probleem van kromtrekken van het hout als gevolg van vocht te verhelpen, maar dit was geen succes.
Niet alleen biedt metaal minder demping dan hout, wat betekent dat de speler hardere trillingen voelt als hij de bal verkeerd raakt, maar het metalen frame beschadigde vaak de natuurlijke darmsnaren op het punt van contact. De Dayton Steel Racket Corporation probeerde duurzamere metalen snaren te gebruiken, maar deze tastten de vilten bekleding van de bal aan en waren gevoelig voor roesten.
Een technologische boom
Het begin van het open tijdperk in 1968, toen professionals en amateurs samen om geldprijzen begonnen te strijden, was waarschijnlijk een belangrijke drijfveer achter de snelle ontwikkeling van tennisrackets die rond deze periode werd waargenomen. In de jaren zestig waren houten rackets nog steeds het meest gangbaar, maar glasvezelversterkte composietmaterialen zoals glasvezel begonnen op te duiken als versterking op houten frames, zoals de Challenge Power van Slazenger en de Kramer Cup van Wilson.
Tegen de jaren zeventig experimenteerden racketbouwers met een reeks materialen, zoals hout, vezelversterkte composieten, aluminium en staal. Een belangrijk racket uit deze periode was de Classic van Prince, gebaseerd op een patent van Howard Head uit 1976. De Classic was gemaakt van aluminium, waardoor de kop veel groter was dan bij zijn houten voorgangers en de bal gemakkelijker kon worden geraakt. Kunststof zeilringen werden gebruikt om het probleem van beschadiging van de snaren (nu synthetisch) bij vroegere metalen rackets op te lossen.
De Classic legde de basis voor het moderne tennisracket, waarvan de meeste opvolgers grote koppen hadden. De Internationale Tennisfederatie begon in 1981 zelfs met het beperken van de afmetingen van de rackets, zodat de technologische ontwikkelingen de aard van het spel niet zouden veranderen.
Sinds de jaren tachtig worden high-end tennisrackets gemaakt van vezelversterkte composietmaterialen, zoals glasvezel, koolstofvezel en aramide (sterke synthetische vezels). Het voordeel van deze composietmaterialen ten opzichte van hout en metaal is hun hoge stijfheid en lage dichtheid, gecombineerd met hun veelzijdigheid bij de fabricage. Composieten bieden de racketbouwer meer vrijheid over parameters als de vorm, de massaverdeling en de stijfheid van het racket, omdat hij de plaatsing van verschillende materialen rond het frame kan regelen.
Terwijl houten rackets kleine, massieve dwarsdoorsneden hadden, hebben composietrackets grote, holle dwarsdoorsneden om een hoge stijfheid en een lage massa te verkrijgen. De grotere ontwerpvrijheid die composieten bieden werd aangetoond met de introductie van “widebody” rackets, zoals de Profile van Wilson, aan het eind van de jaren 1980. Widebody rackets hebben grotere dwarsdoorsneden rond het midden van het frame dan het handvat en de punt, om een hogere stijfheid te geven in het gebied van de maximale buiging.
Speler-racket interactie
De hogere stijfheid van composiet rackets betekent dat ze bij impact minder energie verliezen aan trillingen, zodat de speler de bal sneller kan raken. Er kan echter een verhoogd risico op overbelastingsletsel aan de arm zijn bij gebruik van een racket met een hoge stijfheid en een grote kop. Een modern lichtgewicht racket met een lager swinggewicht (traagheidsmoment rond het handvat) is voor de speler ook gemakkelijker te hanteren, en hij heeft de neiging het tijdens de slagen sneller te zwaaien.
Ondanks de hogere swingsnelheid die met een lichter racket wordt bereikt, blijven de balsnelheden meestal gelijk, omdat de hogere racket-snelheid wordt gecompenseerd door de vermindering van de slagmassa. Er is waarschijnlijk een optimaal racket voor elke speler, in plaats van een one-size-fits-all oplossing, en de voorkeur van de speler is een belangrijke overweging. Personaliseringstechnieken en spelersmonitoring met behulp van sensor- en camerasystemen zullen waarschijnlijk een belangrijke rol spelen in het toekomstige ontwerp van tennisrackets.
Moderne composiet tennisrackets worden gemaakt met behulp van arbeidsintensieve processen die niet erg milieuvriendelijk zijn. Wellicht zullen racketfabrikanten duurzamere materialen gaan onderzoeken, zoals composieten van gerecyclede en natuurlijke vezels, en meer geautomatiseerde productietechnieken zoals additieve vervaardiging. We zouden met behulp van een sensor kunnen monitoren hoe een speler zijn racket slingert, en vervolgens een racket op maat maken dat optimaal bij zijn speelstijl past.
De ontwikkeling van het tennis dat op de Australian Open te zien is, is gebonden aan het evoluerende ontwerp van het racket. Onderzoekers hebben berekend dat een speler de bal ongeveer 17,5% sneller kan serveren met een modern racket dan met die van de eerste spelers in de jaren 1870. Ongetwijfeld zullen we in de toekomst nog meer ontwikkelingen in het racketontwerp zien die de sport zullen bepalen.