相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要,但你知道避震指的是什麼嗎?而跑鞋的避震設計又有哪幾種?他們又是如何實現避震效果的呢?本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計,並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。
避震,是跑鞋設計中重要元素之一,因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力,長時間累積下來,對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能,從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度,尋求最佳的配置,來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時,衝擊力上升的速度與幅度。
如下圖所示,穿上有避震功能的鞋子後,可降低力量上升的速度(藍箭頭的斜度)與幅度(藍圈的高度),進而達到避震緩衝的目的;反之,若不能有效延緩衝擊,如赤腳後足著地,則會使力量急劇上升,並承受較大的力量峰值,進而導致傷害發生的風險提高。
要達成避震的目的,使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊,實際的方法是透過鞋底的「形變」,來延緩撞擊的持續時間並吸收力量,其方法有兩種,材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時,軟墊會下陷藉此吸收衝擊,使你感覺到避震的效果,這類我們稱為材料避震;而另一種結構避震,則如生活中常見的彈簧或拱橋,透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。
材料避震:利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計,透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料,來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。
結構避震:利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。
本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範,請兩名退役的田徑跑者,分別穿著兩款鞋進行測試,A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO,B 跑者穿著ADIDAS 與 ON,以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機,以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質,在著地瞬間後開始產生形變擠壓,藉此吸收了部分的衝擊力,當腳掌踩平地面時,可看到整體壓縮的現象;ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成,其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯),我們可觀察到Boost 跑鞋著地時,衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓,腳掌貼平時,亦可看到明顯的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化
ON CLOUD ACE 著地後變化
我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間,其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平,使原本波浪片前後的空隙都被填滿,波浪片幾乎完全與中底貼合;而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時,波浪受到擠壓,尤其是後足幾乎變為扁平,其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程
ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程
利用影像捕捉的方式,我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計,皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計,實際上也會有不同的效果與特性,所適合的族群也有所不同,並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果,但卻會使鞋底穩定性變差,不適合足踝不穩定的人;而較硬的避震設計,也許增加了後足著地衝擊力,但相對提高了穩定性,且對中足或前足著地形態的跑者而言,可能沒有太大的影響,反而可藉此減少緩衝材料的重量,適合競速需求。
因此,根據自身的需求挑選跑鞋,才能達到最佳的效果。
參考文獻:
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.
撰文/董智尚、陳韋翰、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:跑鞋的避震是如何達成的?
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
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新冠肺炎(COVID-19)疫情影響,每位跑者都不好過,無論國內外賽事和訓練營,取消的取消、延期的延期,更沒人能知道到接下來疫情會往哪裡走,生活似乎失去了目標。該怎麼辦?下文10位美國頂級跑步教練提供他們的意見,幫助你思考自己的跑步計畫,畢竟留得青山在,不怕沒馬跑!
跑者通常在一次次訓練、一場場賽事之間,沒有花足夠時間來加強自己弱點。美國RunnersConnect負責人暨跑步教練Jeff Gaudette建議,如果你一直專注於加強耐力,請減少跑量並增加一些速度訓練,例如加速跑(strides)、斜坡衝刺(hill sprint);如果你經常受傷,請立刻進行肌力訓練、伸展、滾筒按摩或接受其他必要治療,來真正解決受傷的危險因子。「如果現在這麼做,將會讓未來的自己成為更好的跑者」Gaudette說。
毫無疑問,任何人都不會想讓跑步成為壓力來源(應該是釋放壓力的方法),然而當你過度專注於里程、時間、配速等數據時,很可能發生這種情況。這段時間,你可以比以往任何時候遠離混亂,將跑步當作一項平靜、和平且專屬自己的活動。美國RunDoyen跑步教練同時是多名奧運選手和百位BQ選手的教練Mark Hadley強調「讓自己在跑步中有更大的靈活性!跑短一些或長一些、快點或慢點,依照你訓練當天的感受而做調整,讓跑步成為你舒緩壓力的方法。」
註:BQ(Boston Qualify)即波士頓馬拉松錄取門檻。
你可能一直以來都進行幾乎相同的訓練模式,長跑、節奏跑加上一些速度訓練,雖然這些訓練都很好,但趁現在,你可以嘗試一些新的東西。亞特蘭大俱樂部教練暨前奧運選手Amy Begley推薦「計時山坡跑Timed Hill Repeats」(不斷重覆的短途上山跑,理想的山坡斜度為4-6%),找一座附近的山丘,計算你可以在30或40分鐘內可以跑幾趟。建議第一次練習只需穩定速度,一兩星期後再開始緩緩提升速度,你可以在第二次訓練時再加一趟,但請勿持續這樣的模式超過6週,你可以透過換到別座山、距離短一些或長一些,或任何方式改變模式。
「賽跑」並不是要你參加正式的路跑或越野跑賽,而是前往你最喜歡的練跑路徑,在那裡自我進行模擬比賽。這一天,穿上你參賽的戰衣,帶上一兩個跑友(彼此保持距離1-2公尺),盡你所能地比一場跟自己的比賽,接著制定一個前瞻性的計畫。RunCoach 創始人兼執行長Tom McGlynn坦言「雖然不確定未來會走向何方 ,但我們必須繼續邁出步伐。」
疫情爆發後,不少上半年的賽事延期到8-9月後舉行。曾在過去十年指導上千名跑者達BQ的McMillanRunning跑步教練Greg McMillan建議,像是原本四月中旬的2020波馬延期到9月14日,建議參賽者趁四月中旬自我進行10K或半馬的模擬比賽,並返回基礎訓練4個星期,加上4-6星期的山坡跑和速度訓練,接著再花10週時間完成目標賽事的訓練。McMillan提醒8-9月有賽事的選手,應該針對潮濕高溫做一些耐熱訓練,但可以等稍晚一些再做。
覺得自己模擬測驗太無聊?現在不少賽事單位和運動App辦起線上馬拉松,也有較小規模(約100人以下)的自助測驗賽。RunKamp 執行長暨跑步教練John Honerkamp表示,疫情期間常聽學員們抱怨沒比賽,他建議學員透過運動App和各種社群平台與其他跑者保持聯繫,並可以在眾多虛擬比賽中選幾場參加,增加團體參與感。
認真的跑者相當擅長設定目標和維持訓練計畫,相反地,他們不一定擅長休息和改變。當計畫被打亂,他們會想「那我現在該怎麼辦?」本身是美國奧運馬拉松選拔賽選手的RunDoyen教練Lindsay Flanagan認為現在是「短暫休息」的時候了!因為要一直努力訓練是不可能的。她建議,幾周內可將訓練量減少40-50%(你不會因此失去健康和身材,當你再回到訓練時身體會感謝你),休息期間避免去健身房,可在家跟著YouTube視頻做些瑜伽之類的運動,或者新追蹤幾個跑步網紅。「重點是保持積極並維持健康!」Flanagan說。
許多嚴肅跑者常會抱怨自己沒足夠的時間做肌力訓練。StrengthenYourStride教練Karen Dunn指出,你不需要去健身房,也能在家靠自身體重完成一些相當有益的肌力訓練動作,例如棒式、測棒式、深蹲、弓箭步、橋式等。「每當你的常規訓練受到干擾時,都是進行更多交叉訓練的好時機!而你可能會發現,原來這些訓練正是提升跑步表現所缺乏的因素。」Dunn如是說。
本身是美國奧運馬拉松選拔賽選手的RunDoyen教練Addi Zerrenner提出一個不同的心態:「別把跑步當作為比賽做準備,而是為生活做準備」,畢竟跑步能帶給你很多健康上的好處,更能強化免疫力。她提醒「別因為賽事被取消,而把我們的健康取消掉了!」
許多跑者練跑時總是跑錶不離手,但在這段期間你不用分秒必爭。放慢跑步速度是個好主意,而放慢速度最好的方法就是摘下跑錶。此時,完全憑體感去跑,保持「良好、放鬆」的感受。跑步教練Hal Higdon建議:「多走路休息,或者比平常多走幾步路,別去想破PB這件事,專注於保護自己和周遭人的健康。」
資料來源/PODIUMRUNNER
責任編輯/Dama