2018年俄罗斯世界杯开锣在即，世界各地的球迷、伪球迷蠢蠢欲动，为狂欢做好准备。
有一个超级球迷，为世界杯的献礼很特别，从上届世界杯前夕开始，他就一直在做关于世界杯官方用球的空气动力学研究，论文发表在《自然》等世界一流刊物上。
这位球迷科学家Sungchan Hong，是日本筑波大学健康与运动科学系的助理教授。他最新的论文发表在《机械工程师学会》杂志上，他和他的团队对本届世界杯官方用球，作了全面的空气动力学分析。
向第一只官方用球致敬
球皮从32块变成6块
早年，世界杯比赛没有官方统一用球，每个国家的球队，带着自家常用的足球来耍。第一届世界杯决赛，阿根廷和乌拉圭两支队伍，用自己的足球各踢了半场。
今年俄罗斯世界杯的官方用球，是在2017年11月由上一届世界杯金球奖得主里奥·梅西公布的，叫做“Telstar 18”。这个名字，是对1970年墨西哥世界杯上，首个世界杯官方用球“Telstar”的致敬，中文可以翻译成“电视之星”。
世界杯足球起初一直做成黑白相间，为了便于在彩色电视不普及的年代，大多数球迷捧着黑白电视的时候，能够一眼就看清楚球跑哪里去了。
就块面来讲，从1970年那只“电视之星”开始，一直到2002年日韩世界杯的官方用球，全部都是由32块“五边形+六边形”皮面缝制而成的。
从2006年德国世界杯开始，阿迪达斯制造的官方球“团队之星”，做出一个重大改动：它只有14块面皮，而且是热胶粘合，毫无疑问，它比过去的球都更圆更光滑。
此后，世界杯的官方足球，成了许多航天动力研究领域科学家的研究课题。2010年南非世界杯，阿迪达斯又推出了全新设计“普天同庆”，它只有8块热粘合面料；2014年巴西世界杯的官方用球“桑巴荣耀”，又刷新了世界杯专用球的纪录，皮面减少到了6块。
Telstar 18也是由6块皮面组成，但形状又和“桑巴荣耀”不同。“桑巴荣耀”的皮面呈十字型；而Telstar 18的形状，有点像古代的一种暗器“血滴子”，带有锯齿状的快刀。
昂贵的混球
“普天同庆”风评最差
足球面块的不同，会怎样影响球在空中的飞行？这是Sungchan Hong团队一直在思考的空气动力学问题。
记者通过邮件和Sungchan Hong取得了联系，Hong博士告诉我，一个飞行的足球所受到的空气阻力是非常复杂的。
“简单解释是，当球在空气中运行时，足球表面会形成一个很薄的边界层，正是它在影响足球的运行轨迹。”
目前为止，Hong博士已在包括《自然》等世界上最顶尖的杂志上，多次发表关于世界杯比赛用球的论文，他们通过风洞实验和机器人模拟实验，对多种不同足球的正面、侧面受力、风行轨迹等变化，做过系统分析。
“我从小到大一直在学校足球队，现在每周还在踢球。”Hong博士说，“大部分时间，我是守门员，所以我对足球的飞行轨迹特别有兴趣。”
可能更多的门将都很需要Hong博士的这项研究结果。这些年来，被吐槽最多的世界杯用球就是8块面皮组成的“普天同庆”，来听听门将们的点评——
意大利的布冯称之为：“像暗器一样诡异”；西班牙的卡西利亚斯大骂其“腐烂恶臭”；巴西的塞萨尔嗤之以鼻：“随便在地摊捡的货都比这玩意好。”
这些都不是无缘无故的恨，因为“普天同庆”形状太圆润，飞行轨迹太飘逸，妖孽的走位，让门将完全无法对它进行飞行轨迹预判。
Hong博士的实验表明：在中等速度及以上时，与其他球相比，“普天同庆”似乎总是无规律地振荡。“普天同庆”的形状太圆、太完美，以致每一脚的触球时间缩短，足球旋转减少，速度降低，飞出了无法捉摸的轨迹。
也因此，自从阿迪达斯公司开启世界杯官方用球皮面改革后，“普天同庆”是风评最差的一只足球，被球员誉为“昂贵的混球”。
6片“血滴子”飞得又快又稳
还自带智能芯片记录数据
“普天同庆”的下一任，2014年的“桑巴荣耀”名声就好多了。
Hong博士实验室的风洞试验显示：空气阻力，随足球面块取向的不同而不同。而空气阻力的作用，对采用6块面料的球来说，是最低的。
“空气阻力低，球速就会更快，这只球的进攻性会更强。”浙江大学空气动力学专家陈伟芳教授介绍，而从Sungchan Hong的论文结果看，当球被机器人踢出时，球的轨迹，会受到面料块数量的实质性影响，“6块皮面的球和32块面皮的传统球，相对于其他数量皮面的球来说，飞行轨迹相对稳定和规则。”
今年的“Telstar 18”，使用6块面皮，通过无缝粘接技术，组成一个完整的足球。
按照Hong博士的论文结果看，从空气动力系数考量：Telstar 18和“桑巴荣耀”的表现相似，都非常优秀。不过风洞试验表明：Telstar 18在短距离的空中阻力系数更小，飞行速度会更快。而在中速(时速20~40公里/小时)传球最有效，飞得最远。所以，但凡打快速传球的球队，应该会耍得很欢畅。
由于控制了不稳定性，对于能用精准脚法踢出弧线球的球员来说，这个球踢起来会更得心应手。而门将也会比较好防守，因为它不太会飞出匪夷所思的轨迹。
除了外观，Telstar 18还有一项大突破：植入了NFC智能芯片。芯片添置在球面的第二层和第三层材料之间，当你使用智能手机通过NFC技术与Telstar 18连接后，就能收取到球速、球路等数据，可供下次研究。
在阿迪达斯官网上，Telstar 18已经开始销售，价格为124美金。
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