最新高科技：讓人變成魚(圖)

2011年11月30日菲爾普斯(左)與美國奧運游泳隊隊友一起展示Speedo 最新"Speedo FASTSKIN3"泳衣的發布。REUTERS/Eduardo Munoz

「鯊魚皮」退休了，「魚鰾裝」也退休了。倫敦奧運泳池的關鍵詞則是：梭魚。

泳衣製造商們一直以來都在海洋中尋找創意的靈感。在那兒，進化延續了5億年，把海洋生物的形體塑造得能夠減少阻力，賦予其提高速度的種種特徵。製造商們在大約十年前就著手開發研製連體的、不透水的全身泳衣：水無法滲透進來，而空氣也不能穿透出去。這樣一來，它就可以像魚身上的魚鰾一樣增加在水中的浮力。

水中的阻力遠遠大於空氣阻力，因此，能夠將身體漂浮得更高的運動員必將在水中掌握優勢。這也導致了國際泳聯2009年開始禁止在比賽中穿著連體不透水的全身泳衣。

過去十年間泳壇的另一項發明便是Speedo出品的受鯊魚皮靈感而製成的名為「快皮」（Fastskin）的泳衣。 該產品在2000悉尼奧運會隆重推出，其全身遍佈V形脊狀的微小鰭板，就像鯊魚身上的皮質鱗突一樣。它似乎取得了巨大成功：悉尼奧運會上游泳賽場83%的獎牌被身穿「快皮」泳衣的選手收入囊中。

但這還不足以證明「快皮」泳衣的卓絕性能。Speedo極力在第一時間將其泳衣推廣給了泳壇的各路頂級名將。

3月，哈佛大學的研究人員在《實驗生物學期刊》（The Journal of Experimental Biology）上發表文章，對比分析了「快皮」泳衣和真正的鯊魚皮。他們發現，鯊魚皮上的鋸齒可以使它比沒有這些特徵的皮膚提高12%的游泳速度，但是 Speedo仿製的「快皮」做不到這一點。後者反過來穿，事實上比把鋸齒結構露在水中的速度更快。

當這項研究結果出來的時候，Speedo已經歷時數年研製「快皮」的替代產品。今年首次用於比賽的「快皮3（Fastskin3）」，包括了可以重新分配環繞運動員身體四周水流的泳帽、泳鏡和泳衣，部分地通過將身體輪廓壓縮得更像肉食梭魚，以減少阻力。

「我們的原則是最少收益逐步遞增，」該公司流體實驗室負責人Joe Santry說道。Speedo的科學家們採取從諸多細節上的改進來提高泳衣的質量，而不是從通過單一設計的變革來大幅改良其性能。

完美體形

他們從頭部開始改進。Santry說：「泳帽和泳鏡是最先接觸到水的，因此造成的順流湍流將極大地影響泳衣的發揮。」

科學家們掃瞄了與動員的身體，製作成一個三維的數字形體。他們控制它的一些部分——在這兒壓一壓，在那兒填一填——並且運用計算流體力學來算出每一種變化將如何地改變阻力「直到我們找到一個理論上完美的體形」。

就從頭部來說。標準模型是一個頂部帶皺褶的平緩碗狀硅膠結構。這些皺褶，像所有的突出物一樣，都會產生阻力。但是根據3D頭部影像所反映的人體平均頭部形狀來製作的泳帽，將會把皺褶最少化。

新泳帽還有足夠的空間讓頭髮堆積在頸背。這也就剛好填補了頭部和背部之間下沉區間。「這個造成了一個壓差阻力，」Santry解釋說：這是一個會使得運動員被稍微向後吸引的低壓區域。與普通的硅膠泳帽相比，把頭髮堆積在這個下沉的形狀內可以減少3.4%的阻力。

最符合流體力學的泳鏡形狀--一個覆蓋整個面部類似於蝙蝠俠的面具--違反了國際泳聯的規定。但是僅次之的設計可以讓從頭頂到眼睛的水流更貼近與面部，創造出一種超光滑的水體邊界層。

關鍵在於光滑。邊界層的水流會自然地流向低壓區域，而後者會分層並製造湍流。最佳的泳鏡設計需要被塑造成水滴的形狀，而且在太陽穴的位置向上突出。「它與目前市場上的任何一款泳鏡都不一樣，」Santry說。

這種泳鏡比Speedo的其他模型減少2.2%的阻力。

泳衣的重新設計基於這樣的事實：80%的阻力來自運動員自身的形體。這就意味著需要用縫進泳衣的萊卡（LYCRA）板來擠壓人體的大腿、臀部和女性的胸部等肉質區域。

其他的泳衣都吸水，而「快皮3」卻與水相斥。更輕的泳衣就意味著，每一次的划水都會使運動員滑動得更遠。因此，Speedo表示，在四年裡經過55,000個鐘頭的研究和測試之後，完成的新泳衣比標準的裝備減少了16.6%的阻力。

這可以轉換為速度上約0.11%的潛在提高。聽起來很微小，但是在游泳項目上，金牌和銀牌的差距就是千分之幾秒決定的。在北京，美國游泳名將菲爾普斯在男子100米蝶泳決賽以0.01秒的優勢擊敗了塞爾維亞選手查維奇（Milorad Cavic）。菲爾普斯與隊友克拉瑞（Tyler Clary）和英國人阿德靈頓（Rebecca Adlington）一樣，都將身披「快皮3」戰袍。

「這套新款的泳衣確實很有效果，」印第安納大學人體運動學家喬爾‧斯坦格（Joel Stager）說道，幾十年來，他一直致力於游泳運動背後的科學研究，「早期的那一款（有鋸齒的）就不行。」

正如我們所看到的一樣，除了減少阻力，壓縮運動員體形的泳衣還有其他的好處：它能促進血液循環。把它想成一種合法的血壓刺激吧。

原標題: 倫敦最新高科技泳衣：讓人變成魚