如今,碳板加厚底跑鞋几乎约等于顶级竞速跑鞋,也成为各品牌跑鞋的最高端款型,所有跑鞋品牌都加入了碳板跑鞋竞争大军,谁不研发碳板跑鞋谁就意味着掉队。
那么碳板真的能如宣传的那样能够提供超强回弹,给人提供腾云驾雾的感觉吗?我们从碳板形状角度给大家做一分析。
加载中…
什么是碳板
碳板就是碳纤维复合材料,是由环氧树脂和碳纤维丝经过热处理粘合后形成的一种复合材料,碳板是一种力学性能优异的新材料。其优点包括质量轻、韧性好、强度高,是新一代增强纤维。
加载中…
碳板的应用使鞋不容易扭曲和大幅度弯折,因此你会发现凡是全掌型碳板跑鞋都有个特点,那就是很难弯折鞋底,这样就可以增强抗扭转和支撑性,从而提升运动时脚着地过程中的稳定性。
但凡事有利就有弊,鞋底刚性的增加就会从某种程度上牺牲缓震性,一双跑鞋如果能像下图这样产生弯折,那么我们通常说这双鞋有很好的缓震性能,因为可以充分形变,从而缓冲受力,也就是说鞋的柔韧性越好缓震往往越好,而鞋的刚性越好则抗扭转和支撑越好,同时回弹往往也越好,但现代碳板跑鞋除了提供抗扭转、支撑和回弹,也能提供相当不错的缓震性能。
加载中…
全掌型碳板跑鞋不可能像这样弯折
加载中…
有无碳板的跑鞋弯折对比
碳板最初的应用:不是为了回弹,而是为了抗扭转和支撑
事实上,最早应用碳板材料的并非跑鞋,而是篮球鞋,因为篮球运动不同于跑步运动,跑步运动所导致的脚的扭转是有限的,而篮球运动要求运动员要不断进行急停、急加速、急转、变向等运动,这就容易导致足的过度扭转,为了减少过度扭转对于脚的损伤,碳板技术在篮球鞋中开始得以应用。AJ11 在 1996 年问世时,Nike 首次将碳板材料运用在篮球鞋上。
加载中…
加载中…
灰色部分就是 AJ11 造型奇特的有多个孔洞的碳板
根据同济大学结构性能化实验室张啸教授团队对 AJ11 的碳板做的理论力学模拟,如果要对脚进行比较好的支撑和抗扭转保护,大致是一个「X」形状的碳板形状。AJ11 的形状之所以如此古怪,恰恰说明进行了精心测试和计算,AJ11 的碳板对足弓进行充分支撑,向后延伸至脚跟,向前达到脚趾,可以较好地限制脚部不合理形变,同时给予充分支撑。而一些空洞挖槽设计减少了不必要的碳板面积,降低了质量,保证了足部正常的适度形变,而不是一味限制形变,注意这里很重要的一点是,设计合理的碳板不是完全不让足产生形变,而是保证适度形变,限制过度形变。
加载中…
跑鞋不同于篮球鞋,耐克创造性地将碳板应用于回弹助力
碳板跑鞋很容易被跑者误解为是提供强力回弹助力,再加上厂家某些过度宣传,穿上碳板跑鞋似乎有如神助,其实,绝多大多碳板跑鞋提供的首要功能是抗扭转和支撑,称作调节稳定型碳板跑鞋更合适,真正能提供回弹作用的碳板跑鞋其实并不多,只有少数碳板跑鞋可以称作推进回弹型碳板跑鞋,推进回弹型碳板跑鞋在碳板设计上必须符合特定要求。
加载中…
在篮球鞋中加入碳板主要是起到防扭转减少脚踝受伤和支撑足弓缓解过度牵拉足弓的作用,因为篮球涉及大量急停急加速急转等动作,但在跑步过程中,脚的扭转有一些,比如着地时足外翻,但总的来说,跑步时脚随时的不定向扭转是几乎不存在的,且跑步一般也不会涉及急停变向,因此耐克创造性地将碳板技术在跑鞋上的应用上更多是发挥其回弹作用,据称,耐克 2017 年为破 2 选手专门定制的跑鞋鞋底夹层回弹力高达 85%,这其中碳板发挥了一定作用。
加载中…
耐克从 4% 一直到目前最新款 Alphafly NEXT%,其碳板形状有微调,但一直没有发生大的改变,总体形状就是全掌(从脚跟一直到前脚掌)、成勺子形状,同时还呈现 S 型(有人称其为铲型),全掌是为了为整支足提供支撑和抗扭转,勺子形状是配合足型,S 型是为了适应跟趾落差(脚跟比前脚掌略高)、不限制鞋的适度弯折,同时提供更有力的回弹,如果做成一块平直的,那么鞋的弯折度和顺应性就几乎没有了。
加载中…
耐克碳板跑鞋是如何发挥回弹作用的呢?我们从下图可以看到,在蹬地发力过程中,前脚掌蹬地,脚跟抬起,这时足会弯折,当然也会带动鞋的弯折,碳板也会随之弯折,但由于碳板本身具有很好的韧性和弹性,轻度弯折的碳板,就如同跷跷板的一端压下,另一端就会抬起,这种抬起相当于就给予脚跟推进力,这就是所谓的「回弹」。
加载中…
材料科技+碳板让跑鞋如虎添翼
虽然跑者可以将碳板回弹理解为跷跷板原理,但碳板技术在跑鞋中得到应用不是在传统 EVA 中底材料中加入一块硬质碳板就万事大吉。事实上,正是由于跑鞋缓震材料的进步才促使了碳板技术在跑鞋中的运用,跑鞋加入碳板大大增加了制鞋工艺的难度,为什么这么说呢?
加载中…
碳板弹性虽然很好,是指在弯折时回弹充分,但其在没有弯折的情况下,质地却十分坚硬,在中底中加入一块硬质材料,就需要有很好的缓冲材料来减少坚硬碳板对于脚的硬冲击,从而防止加入碳板后鞋的顺应性下降和硬度增加,使得鞋的舒适性大大降低。
如果中底不够厚,那么这样的碳板跑鞋穿起来是十分难受的,而在传统 EVA 材料中加入碳板,那么就势必要增加 EVA 的厚度,但 EVA 一旦增厚,一方面重量明显增加,一方面增厚的 EVA 恰恰抵消了碳板的回弹,使得碳板无法发挥作用,因为 EVA 缓震好但回弹性能差,可以理解为一个缓震材料加一个回弹材料合在一起并不是又缓震又回弹,而是变成了既不缓震也不回弹,那就南辕北辙了。
加载中…
所以碳板加入中底的前提就是要有更好地、更高级的缓震回弹材料,这种材料既要能充分缓震又要能充分回弹,与碳板一起是相互兼容而不是相互抵消,同时,这种材料要足够厚才能避免跑鞋因为加入碳板而失去弹性和顺应性,但又要避免厚度增加带来鞋的重量增加,而新一代尼龙发泡材料 Pebax 材料做到了,Pebax 就是耐克 zoomX 所采用的材料,换句话说,是缓震材料成就了碳板技术,所以 NEXT% 能做到中底非常厚但重量却变轻了。
加载中…
由阿科玛(Arkema)公司研发的名为 Pebax 是一种尼龙弹性发泡材料,这种材料具有优异的柔韧和高回弹性能,它具备足够的刚度,并且具有出色的低温抗冲击性能。
事实上,Nike 是找到了英国一家做人工血管和支架的公司,才成功地把 Pebax 这种「厚实高回弹」的材料嵌入铲形曲面碳板,然后反过来强化中底的刚性,发挥中底的回弹。Next% 给你来带的助推回弹感更多的是由其本身中底优越性产生,如果将其碳板放到一个特别普通的 EVA 中,效果将大打折扣。
加载中…
勺型全掌型碳板跑鞋
由于勺型碳板配合 Pebax 尼龙弹性发泡材料在提供缓震支撑的同时,具有最佳的回弹性能,所以除了耐克,其他品牌也纷纷采用这种造型简单实用的碳板,正所谓大道至简,最简单的就是最实用的。采用同样碳板造型的跑鞋包括:
1、ZoomX Vaporfly NEXT%
作为碳板跑鞋的领先者,耐克在新款 Zoom Alphafly NEXT% 中继续采用了勺型碳板,同时碳板与其他先进跑鞋技术的整合则是耐克新鞋重点考虑的。Alphafly NEXT% 搭载两个 Air Zoom 气垫,这并非普通气垫,而是气垫中又包含了一些支撑进行结构,从而改善了原有气垫缓震有余回弹不足的问题,这样就实现了气垫、支撑结构、ZoomX 泡棉和一体式碳纤维板的整合,这也许体现了耐克希望一加一大于二的设计思路。
耐克领跑碳板跑鞋,其他品牌追赶跟风基本上是业界态势,耐克江湖地位可见一斑,毕竟马拉松赛道上精英选手乃至大众选手一水儿的 NEXT% 比什么宣传都有说服力。
加载中…
Alphafly NEXT% 中底的 ZoomX 泡沫厚度达到 39.5mm-45mm,比 Vaporfly NEXT%高出整整 8mm,国际田联规定跑鞋中底厚度不得超过 40 毫米,未来跑鞋厚底不断加厚成为历史,但这不会妨碍跑鞋持续进步。
加载中…
2、SAUCONY ENDORPHIN PRO
加载中…
加载中…
3、NEW BALANCE FUELCELL TC
加载中…
加载中…
4、NEW BALANCE FuelCell 5280
加载中…
加载中…
5、BROOKS HYPERION ELITE
加载中…
加载中…
6、Adidas Adizero Pro
Adidas Adizero Pro 是阿迪首款碳板跑鞋,据说已经上市,但市面上不太能看到,其采用了勺型碳板的设计,但其薄底设计以及传统 Boost 材料让人不禁怀疑其性能。
加载中…
加载中…
那些造型各异的碳板
从理论上说,勺型碳板可以提供最佳的回弹性能,但这种性能并不能靠碳板自己单打独斗,而是要和中底缓震材料充分配合,由于并非所有鞋厂都采用 Pebax 材料,同时不同鞋厂有自己的设计考虑,所以也产生了各种各样造型各异的碳计,可谓百花齐放。
1、ASICS METARACER
亚瑟士终于在今年推出了自己的碳板跑鞋,但这款鞋并没有采用全掌型碳板设计,而是仅仅在前脚掌设计了一个 H 形碳板造型,看起来其设计考虑并不是支撑最为重要的部位——足弓,而是为前脚掌着地的精英选手提供充分地回弹和支撑,其具体效果有待跑者验证。
加载中…
加载中…
2、SKECHERS SPEED ELITE HYPER
斯凯奇这款跑鞋碳板材料应用极少,只是在前脚掌设计了两片独立的 T 型碳板,而事实上斯凯奇采用的是并不是完全的碳板,它是添加了一些碳纤维成为而形成的聚合物,发挥的也是对于前掌的稳定和回弹作用。
加载中…
加载中…
3、HOKA ONE ONE CARBON X
HOKA 这款碳板跑鞋的碳板大概是 Y 型设计,其设计基本符合前面分析的足底理论力学,为足弓提供足弓支撑,同时也提供一定的前脚掌稳定和回弹作用。
加载中…
加载中…
4、adizero adios Pro
相比薄底的 adizero Pro,阿迪达斯刚刚推出自己的地首款厚底碳板跑鞋 adizero adios Pro 备受关注,这款跑鞋最独到的设计就是根据足底五块跖骨,设计出了五根碳纤维条作为模拟跖骨的抓地蹬伸设计,不得不说这样的设计非常创新,阿迪达斯这次的 5 根碳棒设计会让人联想到金刚狼或者外骨骼,这个设计也是这双鞋最大的设计亮点。其 5 根碳棒的设计是否优于耐克等品牌所采用的勺型碳板设计,我们拭目以待。
有跑者认为其性能不可能优于勺型踏板,有人认为可能回弹也不错但是否穿着久了会导致中底材料变形,因为碳棒的设计导致对于中底的局部压强过大。
加载中…
同时,adizero adios Pro 在鞋跟处仍然内置于一块碳板,这个碳板的作用显然就是支撑足弓,这也就意味着阿迪达斯采用了两种碳纤维材料,一种是板型,一种是棒型,脚跟处的碳板发挥的主要作用就不是回弹了,而是稳定防扭转,也即属于调节稳定型碳板,而五根碳棒的设计则是发挥推进作用,对于两种独立碳纤维材料分割式设计,有人认为其创意独特,有人则直呼看不懂。
加载中…
加载中…
5、特步 160X
国产跑鞋面对碳板技术流行也当仁不让,其中特步和李宁就是国产碳板跑鞋的扛把子,特步碳板采用了 Y 型设计,与 HOKA 比较接近,前脚掌采用了类似椭圆环设计,并且中间断开,根据特步实验室生物力学专家介绍,这样一方面减轻重量,一方面可以让前脚掌和脚趾得到更大的自由空间,从而有效避免碳板加入后导致前脚掌在跑步时自然活动被限制。
同时,碳板后方设计也显得较为独到,一方面支撑足弓,另一方面其折角设计可以有有效减少着地时足踝过度外翻现象。
加载中…
6、李宁飞电
李宁飞电的碳板基本沿用了勺型设计,但在足弓处则采用了菱形镂空设计,试图在保持碳板支撑回弹性能的同时减少碳板对于足弓的限制,但也有人认为这样的设计是败笔,因为碳板最核心的功能之一就是支撑足弓,但李宁也许考虑的是这样的设计可以继续发挥足弓的自然拉长回弹的减震作用而不是靠碳板刻意顶住足弓。[图片]
加载中…
加载中…
7、多威征途
多威征途在其足弓处安置了一片碳板,显然发挥的就是支撑足弓的作用。根据报道,征途的碳板经过了大量计算产生了目前的外观和放置位置,也强调了最佳弯折位置这个概念,所谓最佳弯折是指碳板太长会干扰到弯折点,太短会失去支撑效果。多威很务实,并不过度夸大什么反弹,而是回归碳板的本质提供支撑和抗扭转。
加载中…
碳板跑鞋的弊端
厚底全掌型碳板跑鞋的设计「强迫」前脚掌着地趋势明显,无形中增加了对于小腿、跟腱、足踝的压力,有人感觉穿着碳板跑鞋速度是快了,但跑完小腿比较累。中底厚度增加带来的问题就是脚对鞋的控制变得很难,一些大众跑者反映穿着 NEXT% 感觉脚踝不稳,有崴脚的风险,这跟女士穿高跟鞋其实是类似的道理。
从实际穿着感受来看,NEXT% 不适合脚踝力量较弱的跑者。此外,碳板设计导致前脚掌部位很硬,影响脚趾扒地动作,而更多依赖碳板的跷跷板作用,这究竟是作弊还是将装备科技发挥至极致,见仁见智。
加载中…
另一方面,对于大众跑者来说,竞速并非是唯一追求,也就是说强力回弹有需求但并不是所有人都有这样的需求,缓震稳定才是对于跑鞋的最大需求,在慢跑过程中,跑鞋只要做到足够缓震,支撑稳定脚踝,同时提供一定的回弹其实就足够好了,而 NEXT% 基本提供不了对于脚踝的稳定,反而有可能让脚踝不得不花更多肌肉用力来稳住脚踝。
回弹这个听起来就很牛逼的词很容易被厂家过度宣传,藏在中底材料里的碳板不可能如弹簧那样让你轻轻一蹦就窜上天,碳板的第一功能仍然是抗扭转和支撑,特定的设计比如全掌勺型能提供一定的回弹,但这种回弹是和优良的中底材料一起发挥作用,皮之不存毛将焉附,所以碳板加中底才是回弹的真谛,这其中中底材料的作用也许更多大。
加载中…
总结
碳板技术其实核心功能是抗扭转和支撑,特殊造型以及与中底材料配合才能给跑鞋带来更好的能量反馈,但碳板自身的材料特性也使得跑鞋顺应性会下降,所以这就对中底材料提出了更高的要求,碳板是竞速跑鞋未来的发展方向之一,但并非全部,缓震、回弹、稳定这些性能在适合不同类型、不同水平跑者方面各有侧重,百花齐放的跑鞋才能为跑者提供更多样化的选择,碳板跑鞋有高明的地方,但不必吹上天,没耐力,不训练,穿啥鞋都跑不快。