როგორც ყველა სხვა მსოფლიო თასის გათამაშების შემთხვევაში, 2022 წლის კატარის მუნდიალზეც, ფეხბურთელები ახალი ბურთით თამაშობენ. ბუნებრივია, მოთამაშეებს არ აქვთ სურვილი მსოფლიოს უმნიშვნელოვანეს სანაკრებო ტურნირზე ითამაშონ ბურთით, რომელიც აბსოლუტურად განსხვავებულია, ამიტომ ძალიან დიდი შრომა იხარჯება იმაზე, რომ ეს აუცილებელი ატრიბუტი უნიკალურთან ერთად, ფეხბურთელებისთვის ნაცნობიც იყოს.

მიუხედავად კატარში არსებული კორუფციისა და ადამიანის უფლებების დარღვევის შესახებ ცნობებისა, მსოფლიო ჩემპიონატს განსაკუთრებული ატმოსფერო და სილამაზე ახლავს თან. ლინჩბურგის უნივერსიტეტის ფიზიკის პროფესორი ჯონ ერიკ გოფი სპორტის ფიზიკითაცაა გატაცებული და ოთხ წელიწადში ერთხელ მსოფლიო ჩემპიონატების ბურთებზე კვლევებს ატარებს.

წინააღმდეგობის ფიზიკა

კარისკენ დარტყმისას, თავისუფალი დარტყმებისა და გრძელი პასების შესრულებისას, მნიშვნელოვანი მომენტების უმრავლესობა ხდება მაშინ, როცა ბურთი ჰაერშია. შესაბამისად, ბურთის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი მახასიათებელია ის, თუ როგორ გადაადგილდება იგი, როცა ხმელეთს არ ეხება.

როცა ბურთი ჰაერში გადაადგილდება, ჰაერის თხელი ფენა, ბურთის ნაწილს გარშემო ეხვევა. დაბალ სიჩქარეზე ეს ფენა მხოლოდ წინა მხარეს ფარავს, სანამ ბურთი ამ გარსს გაარღვევს. ამ შემთხვევაში, უკან დარჩენილი ჰაერის კვალი რეგულარულია და მას ლამინარული ნაკადი ეწოდება.

როცა მოძრაობის სიჩქარე მაღალია, ეს გარსი ბურთს ბევრად უფრო სწრაფად ეხვევა, გარღვევის შემდეგ კი დარჩენილი ნაკადი ქაოსურად მოძრაობს, რასაც ფიზიკაში ტურბულენტური ნაკადი ეწოდება.

ძალას, რომლითაც აღინიშნება მოძრავი ჰაერის გავლენა მოძრავ ობიექტზე, წინააღმდეგობას უწოდებენ, რომელსაც წინააღმდეგობის კოეფიციენტით ითვლიან. კონკრეტულ სიჩქარეზე, რაც უფრო მაღალია წინააღმდეგობის კოეფიციენტი, მით უფრო მაღალია წინააღმდეგობის ზეწოლა, რომელსაც ობიექტი განიცდის.

ფეხბურთის ბურთის შემთხვევაში, ლამინარული გადაადგილებისას წინააღმდეგობის კოეფიციენტი 2.5-ჯერ უფრო მაღალია, ვიდრე ტურბულენტურისას. შეიძლება უცნაურად ჟღერდეს, თუმცა ბურთის ზედაპირის გამკვრივება ანელებს ბურთიდან ჰაერის გარსის მოშორების პროცესს, რაც ბურთს ტურბულენტურ ნაკადში უფრო დიდი ხნით ამყოფებს. ეს ფიზიკური ფაქტი მიზეზია იმისა, რომ გოლფის ბურთი, რომელსაც ზედაპირზე ჩაღრმავებები აქვს, უფრო შორს მიფრინავს, ვიდრე ეს იმ შემთხვევაში მოხდებოდა, ბურთი გლუვი რომ ყოფილიყო.

კარგი ბურთის შექმნისას ტურბულენტური ნაკადიდან ლამინარულში გადასვლის სიჩქარის გათვალისწინება კრიტიკულად მნიშვნელოვანია, რადგან როცა ეს გადასვლა ხდება, ბურთის სიჩქარე ძალიან მცირდება. თუ ლამინარული გადაადგილება დაიწყება ძალიან მაღალ სიჩქარეზე, ბურთი შენელებას ჩვეულებრივზე ბევრად სწრაფად დაიწყებს.

მსოფლიო ჩემპიონატების ბურთების ევოლუცია

1970 წლიდან მსოფლიო ჩემპიონატის ბურთებს Adidas ამზადებს. 2002 წლამდე ყველა ბურთი 32 პანელიანი კონსტრუქციით იკერებოდა. ამ 32 პანელიდან 20 ექვსკუთხედის ფორმის იყო, ხოლო 12 ხუთკუთხედის. პანელები მზადდებოდა ტყავისგან და მათ ერთმანეთს აკერებდნენ.

2006 წლიდან ახალი ერა დაიწყო. 2006 წლის გერმანიის მუნდიალის ბურთი Teamgeist შედგებოდა 14 გლუვი, სინთეტიკური პანელისგან, რომლებიც ერთმანეთთან მიკერების ნაცვლად თერმულად იყო დაკავშირებული. უფრო მჭიდრო, შეწებებული გარსი წვიმიან თამაშებზე ბურთს წყლის ზემოქმედებისგან იცავდა.

ახალი მასალებისგან და ახალი ტექნიკით ბურთის დამზადება, ბუნებრივია, ჰაერში მისი გადაადგილების ხასიათსა და ფიზიკას ცვლის. გასული სამი მსოფლიო ჩემპიონატის განმავლობაში, Adidas ცდილობდა მოეძებნა იდეალური ბალანსი პანელების რაოდენობას, მათი ერთმანეთთან დაკავშირების ტექნიკასა და გარსის ტექსტურას შორის, რათა სწორი აეროდინამიკის ბურთი შეექმნა.

რვაპანელიან Jabulani-ს, რომელიც სამხრეთ აფრიკის 2010 წლის გათამაშებაზე გამოიყენეს, ჰქონდა ჩაღრმავებებიანი ტექსტურა, რათა დაბალანსებულიყო პანელების რაოდენობის სიმცირე და მოკლე "ნაკერები". მიუხედავად კომპანიის მცდელობისა, Jabulani-მა აზრთა სხვადასხვაობა გამოიწვია, რადგან ძალიან ბევრ ფეხბურთელს მიაჩნდა, რომ ბურთი სიჩქარეს ძალიან სწრაფად კარგავდა (რასაც იმ მუნდიალის ვარსკვლავ დიეგო ფორლანზე ნამდვილად ვერ ვიტყვით). ერიკ გოფის მიერ ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ Jabulani მთლიანობაში ზედმეტად გლუვი იყო და უფრო მაღალი წინააღმდეგობის კოეფიციენტი ჰქონდა, ვიდრე მის წინამორბედ Teamgeist-ს.

რაც შეეხება 2014 წლის ჩემპიონატის Brazuca-სა და 2018 წლის Telstar 18-ს, ორივე მათგანს ექვსი უცნაური ფორმის პანელი ჰქონდა. მიუხედვად იმისა, რომ მათ გარსებს ოდნავ განსხვავებული ტექსტურა ჰქონდა, მათი ზედაპირის სიმკვრივე, შესაბამისად აეროდინამიკის მაჩვენებლები დაახლოებით იდენტური იყო. ფეხბურთელებს Brazuca და Telstar 18 ძირითადად მოეწონათ.

2022 წლის Al Rihla

როგორც უკვე ვახსენეთ, 2022 წლის კატარის მუნდიალის ბურთს Al Rihla ეწოდება.

Al Rihla-ს 20 პანელი აქვს და დამზადებულია წყალზე დაფუძნებული საღებავებითა და წებოებით. 8 პანელი დაახლოებით იდენტური ზომის სამკუთხედია, ხოლო 12 მათგანს უცნაური ფორმა აქვს და ნაყინის კონუსს წააგავს.

წინა ბურთებისგან განსხვავებით, ამოზნექილი ტექსტურის გამოყენების ნაცვლად, რაც ზედაპირის სიმკვრივეს გაზრდიდა, Al Rihla-ს ზედაპირი დაფარულია პატარა ჩაღრმავებებიანი ტექსტურით, რაც მას წინამორბედებთან შედარებით გლუვად აქცევს.

ამ სიგლუვის დასაბალანსებლად, Al Rihla-ს "ნაკერები" უფრო ფართო და ღრმაა — როგორც ჩანს Adidas-მა Jabulani-ის გაკვეთილი მიიღო, რომელსაც ძალიან ვიწრო და არც ისე ღრმა ნაკერები ჰქონდა.

ცუკუბას უნივერსიტეტის მკვლევრებმა Jabulani-ის, Al Rihla-ის, Telstar 18-ისა და Brazuca-ის აეროდინამიკა სპეციალურ მოწყობილობაში შეამოწმეს:

ფოტო: Interesting Engineering

როცა ჰაერის ნაკადი ტურბულენტურიდან ლამინარულ მდგომარეობაში ინაცვლებს, წინააღმდეგობის კოეფიციენტი მკვეთრად იზრდება. როცა ეს მფრინავ ბურთს ემართება, მისი წინაღმდეგობის გაზრდა, ბუნებრივია, სიჩქარის დაცემას იწვევს.

გამოცდილი ბურთების უმრავლესობის შემთხვევაში ტრანზიცია 58 კმ/სთ სიჩქარეზე იწყება. როგორც მოსალოდნელი იყო, Jabulani გამონაკლისია, რადგან მისი ტრანზიციის სიჩქარე 82 კმ/სთ-ია. იმის გათვალისწინებით, რომ საჯარიმო ან თავისუფალი დარტყმების უმრავლესობა საშუალოდ 97 კმ/სთ-დან იწყება, გასაკვირი არ არის, რომ ფეხბურთელები სამხრეთ აფრიკის მუნდიალის ბურთს ნელად თვლიდნენ — ის სიჩქარის კარგვას ბევრად ადრე იწყებდა, ვიდრე სხვა ბურთები. Al Rihla-ის აეროდინამიკა Brazuca-სა და Telstar 18-ის ანალოგიურ მაჩვენებელს ძალიან ჰგავს და, ალბათ, ოდნავ აღემატება კიდეც.

როგორც ჩანს, სანერვიულო არაფერია. ფეხბურთელები Al Rihla-თი თამაშისას თავს საკმაოდ კომფორტულად იგრძნობენ.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში, სადაც ვლაპარაკობთ ტექნოლოგიებზე.