Początek Australian Open, pierwszego tenisowego wielkiego szlema roku, sygnalizuje szczegółowe dyskusje na temat wskaźników takich jak zdobyte punkty, prędkości serwowania i umieszczania strzałów. Podczas gdy wiele z tych wskaźników wydajności można, oczywiście, przypisać graczowi, powinniśmy również rozważyć ważną rolę odgrywaną przez rakietę.
Tenis jest starym sportem z bogatą historią rozwoju technologicznego w sprzęcie. Wimbledon, najstarszy turniej tenisowy, został założony w 1877 roku, a pierwszy Australian Open odbył się w 1905 roku. Dzięki zastosowaniu zaawansowanej inżynierii, rakieta tenisowa znacznie się zmieniła od czasu tych wczesnych zawodów, jak wyszczególniono w ostatnim artykule badawczym i podsumowano w poniższym filmie.
Wcześniejsze rakiety tenisowe pożyczyły swój projekt od starszego sportu prawdziwego tenisa, wczesnego sportu rakietowego pochodzącego z około 16 wieku i granego przez bogatych i elitę. Zostały one wykonane z drewna, z długimi uchwytami i małych głowic, które ułatwiły graczowi przynieść powierzchnię uderzenia blisko ziemi, aby uderzyć typowo niskie odbijając piłki prawdziwego tenisa. Te szybko zniknęły, gdy tenis rozwinął się jako samodzielny sport. Symetryczne ramy rakiet stały się powszechne do czasu pierwszego Australian Open.
Most manufacturers continued to make their rackets from wood until the 1960s, with few other design developments seen. Niektórzy z wczesnych producentów rakiet tenisowych produkowali metalowe ramy, aby przezwyciężyć problem wypaczania się drewna pod wpływem wilgoci, ale nie były one udane.
Nie tylko metal oferuje mniej tłumienia niż drewno, co oznacza, że gracz czuje ostrzejsze wibracje, jeśli mishit piłkę, ale metalowa rama często uszkodzone naturalne struny jelit w punkcie kontaktowym. Dayton Steel Racket Corporation próbowała używać bardziej wytrzymałych metalowych strun, ale miały one wpływ na filcową osłonę piłki i były podatne na rdzewienie.
Bom technologiczny
Początek ery otwartej w 1968 roku, kiedy to profesjonaliści i amatorzy zaczęli konkurować ze sobą o nagrody pieniężne, był prawdopodobnie kluczowym czynnikiem wpływającym na szybki rozwój rakiet tenisowych w tym okresie. W latach 60-tych drewniane rakiety były nadal najbardziej powszechne, ale materiały kompozytowe wzmocnione włóknem szklanym zaczęły pojawiać się jako wzmocnienie drewnianych ram, takich jak Challenge Power firmy Slazenger i Kramer Cup firmy Wilson.
Do lat 70-tych, inżynierowie rakiet eksperymentowali z szeregiem materiałów, takich jak drewno, kompozyty wzmocnione włóknem, aluminium i stali. Kluczowa rakieta z tego okresu był Classic przez Prince, w oparciu o patent 1976 z Howard Head. Classic został wykonany z aluminium, co pozwoliło na znacznie większą główkę niż jego drewniani poprzednicy i ułatwiło uderzanie piłki. Plastikowe przelotki zostały użyte w celu przezwyciężenia problemu uszkodzeń strun (obecnie syntetycznych) doświadczanych we wcześniejszych metalowych rakietach.
The Classic ustanowił podstawy dla nowoczesnej rakiety tenisowej, z większością jej następców wyposażonych w duże głowy. Rzeczywiście, Międzynarodowa Federacja Tenisowa rozpoczęła ograniczanie rozmiaru rakiety w 1981 roku, więc rozwój technologiczny nie zmieni charakteru gry.
Od lat 80-tych wysokiej klasy rakiety tenisowe są wykonane z materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem, takich jak włókno szklane, włókno węglowe i aramid (mocne włókna syntetyczne). Przewagą tych materiałów kompozytowych nad drewnem i metalem jest ich wysoka sztywność i niska gęstość, w połączeniu z wszechstronnością produkcji. Kompozyty zapewniają konstruktorowi rakiety większą swobodę w zakresie parametrów takich jak kształt, rozkład masy i sztywność rakiety, ponieważ może on kontrolować rozmieszczenie różnych materiałów wokół ramy.
Podczas gdy drewniane rakiety miały małe, solidne przekroje poprzeczne, rakiety kompozytowe mają duże, puste przekroje poprzeczne, aby zapewnić wysoką sztywność i niską masę. Zwiększona swoboda projektowania oferowana przez kompozyty została zademonstrowana przy wprowadzaniu rakiet typu „widebody”, takich jak Profile firmy Wilson, w późnych latach 80-tych. Rakiety Widebody mają większe przekroje wokół środka ramy niż uchwyt i końcówka, aby zapewnić większą sztywność w regionie maksymalnego zginania.
Interakcja gracz-rakieta
Większa sztywność kompozytowych rakiet oznacza, że tracą one mniej energii na wibracje podczas uderzenia, więc gracz może uderzyć piłkę szybciej. Jednakże, może istnieć zwiększone ryzyko nadużycia urazu ramienia podczas korzystania z wysokiej sztywności rakiety z dużą głowicą. Lekka, nowoczesna rakieta o mniejszym ciężarze zamachowym (moment bezwładności względem uchwytu) jest również łatwiejsza do trzymania przez gracza i ma on tendencję do szybszego wymachiwania nią podczas uderzeń.
Pomimo wyższej prędkości swing osiągnąć z lżejszą rakietą, prędkości piłki mają tendencję do pozostania podobne, jak zwiększenie prędkości rakiety jest przeciwdziałać przez zmniejszenie masy uderzającej. Najprawdopodobniej istnieje optymalna rakieta dla każdego gracza, a nie jedno uniwersalne rozwiązanie, a preferencje gracza są ważnym czynnikiem. Techniki personalizacji i monitorowania gracza przy użyciu systemów czujników i kamer prawdopodobnie odegrają ważną rolę w przyszłości projektowania rakiet tenisowych.
Nowoczesne kompozytowe rakiety tenisowe są wykonane przy użyciu pracochłonnych procesów, które nie są zbyt przyjazne dla środowiska. Możemy zobaczyć producentów rakiet badających bardziej zrównoważone materiały, takie jak kompozyty z włókien naturalnych i pochodzących z recyklingu, oraz bardziej zautomatyzowane techniki produkcji, takie jak produkcja addytywna. Możemy monitorować, jak gracz wymachuje rakietą za pomocą czujnika, a następnie wyprodukować im spersonalizowaną rakietę zoptymalizowaną do ich stylu gry.
Rozwój tenisa na wystawie w Australian Open został związany z ewoluującym projektem rakiety. Naukowcy obliczyli, że gracz może służyć piłkę około 17,5% szybciej przy użyciu nowoczesnej rakiety niż z tych używanych przez pierwszych graczy w 1870s. Bez wątpienia będziemy widzieć dalsze postępy w projektowaniu rakiet kształtować sport w przyszłości.
.