球鞋/汽車輕量化技術大比拼 原來互通性如此之高

尋夢新聞LINE@每日推播熱門推薦文章,趣聞不漏接❤️

加入LINE好友

繼上回假借寫稿子的名義去買鞋之後,我又來客串潮流編輯了。不過這次我不是要說一款鞋了,而是聊聊球鞋和汽車在漫長的發展過程中,各種減重方式和科技發展有何共通之處。

作為一個sneaker除了日常收鞋,當然多多少少也會出掉一些,給自己回回血。其實這篇稿子的由來便是我最近出掉的兩雙不同時期產物,分別是42碼的AJ5 Retro Blue Suede(大家常說的藍麂皮)和44.5碼的LeBron 15 Ashes(首發灰白),看似後者的大碼,快遞費為23元;而那雙僅42碼的AJ5,我同樣郵寄到上海實付卻為32元。這就是重量上的差距,也是這篇選題的來源,讓我頭一回對球鞋技術產生了濃厚的興趣。

其實車迷朋友們都知道,車輛減重對於燃油經濟性和性能都有著影響,而汽車關於輕量化技術發展至今,在保證車輛安全性穩步提升的同時,也使得每一代車型都有著重量的下降。而反觀球鞋技術的應用其實有著很多相似之處,下面我們就分門別類跟大家一起來說說。

「偷工減料」——最為生硬但也最為高效的減重形式

「偷工減料」實際上是一個相對負面的詞匯,不過無論球鞋還是汽車製造領域,其對於減重都有著實實在在的作用,當然打引號的原因也是其都保證不影響產品品質和行駛安全性為前提。

正好之前Nike推出了Air Force 1 Ultraforce LTHR,其簡單來說就是輕量化版的Air Force 1。對於該系列產品我相信也不用過多介紹,絕對稱得上現在板鞋范疇內的王者。不過它最大的問題就是過重,也是我在追了近3年AF1後,放棄它的原因。(在這里提前做個預告,我近期又購入一雙純白AF1,至於做什麼,未來會給大家揭秘。)

這款輕質版推出後則很好的將其重量過大的問題解決,以42.5碼的鞋為例,經典款的單只重量約為440克,而輕質版單只重量僅約為266克,做到減重174克,比例達到了近40%,拿在手中也可明顯感覺出兩雙鞋在重量上的差距。

它成功減重的秘計就在於,我之前所說的「偷工減料」。看一下兩雙鞋的鞋底就能看出差別,輕質版鞋底有大量的凹槽,在保證鞋底有效支撐的同時,通過用料的減少,進一步減輕了重量。

經過解刨後,也可以發現輕質版採用了一體化的中底,後跟為六邊形AIR氣墊用以緩震,而非普通版的3/4 AIR氣墊,並且通過從足弓到後跟位置布滿的沖壓孔進一步降低整個中底的重量。

這也與很多汽車製造商採用的輕量化手段不謀而合,以雪佛蘭邁銳寶XL為例,諸如發動機艙的鋼板處,通過多孔的設計可以有效降低部件重量,也起到了良好的吸能作用。同時包括發動機蓋、前懸彈簧固定支座、前輪下擺臂、後下臂和後縱臂等等均運用了打孔方式進行減重。當然這些打孔設計也是通過CAE軟件等進行人工智能生成式設計進行模擬測試,將不會對部件本身性能產生影響又沒有實際用途的部分去除。

以上這些再加上多種新材料的應用,使得邁銳寶XL雖然整車尺寸較上代車型更大,但整備質量卻下降了多達120公斤。不要小瞧這120公斤,據國外研究項目表明,整車重量降低10%,燃油效率可提升6%-8%,對於油耗的降低十分明顯。當然從性能表現上也一直有句俗話「漲10匹,不如輕10斤」,已經將減重作用表達的言簡意賅。

「脫胎換骨」——輕質材料大量應用,強度卻大幅提升

下面我們聊聊另一個對於減重有著較大影響的方式,便是採用新材料。每位對於籃球鞋有著熱愛的sneaker相信都已經發現,在近期不論Nike還是Adidas針對新款籃球鞋的鞋面均開始運用了面積越來越大的編織鞋面進行替代。

近幾年喬丹正代系列的火熱,除了一部分原因是對於經典元素的熱愛外,另一方面相信便是對於目前編織鞋面球鞋的無愛,至少我是這樣的。喬丹系列從AJ1一直到AJ22一直都以大面積皮革作為鞋面,不過從AJ23開始逐漸使用了面積越來越大的復合編織材料。現售的AJ32已經採用了全編織鞋面,其帶來的便是球鞋重量的大幅下降,這也正是我在文章開始時所說的郵費相差巨大的直接原因。

編織鞋面大多以聚酯紗線通過編織工藝制成,相比傳統皮革鞋面而言重量大幅降低的同時帶來了更好的透氣性,同時包裹性和堅韌程度這些表面上看似應皮革材質更勝一籌的方面,卻也做到了完全超越。

除了喬丹系列產品外,比如LeBron、Kobe、KD等簽名球鞋均如此發展,正好前不久Nike推出的「Art of a Champion」(冠軍的奧義)系列中也將上述三位球星當年穿著的戰靴復刻重售,可以發現LeBron Soldier 1、Kobe 1 Protro以及KD 4三款球鞋基本都是採用的全皮革鞋面,僅只有最年輕的KD當年穿著的KD 4已處於鞋面材料變革浪潮的初期,但也採用了大面積皮革。而不管是最新LeBron Soldier 12、Kobe A.D. NXT 360以及KD11均採用了大面積的編織鞋面技術。

至於汽車針對使用材料的改變,也已不是什麼新鮮事。目前我們可以看到越來越多車企在介紹車輛安全性和減重層面時,有兩個專屬材料名詞總被提及,即:「超高強度鋼」和「鋁」。

Lotus品牌算是將鋁用到極致的了,僅僅是一個例子。下面我們找一個大家接觸比較多的產品,就以剛剛上市不久的奧迪Q5L舉例,其同樣車身尺寸相比上一代車型進行了大幅度的增加,但車重卻減輕了高達60公斤,而這一部分重量主要體現在車身和懸架上。

首先,根據官方公布的資料顯示,Q5L整體車身減重最大達100公斤。從新老兩款車型的整備質量中也可發現,減重達到了60公斤,而這全得益於其大量採用了抗拉強度極高的鋼材與鋁。包括前橫梁採用鋁制擠壓型材,通過型材和鋁板的組合在儀表板下形成模塊橫梁。高度集成的鑄鋁部件形成Q5L的前支柱塔圓,發動機罩和尾門也由鋁制成頂,結構輕且堅固。同時全車多處使用創新結構與材料,包括B柱定制軋件,優化的前後懸掛大量採用鍛鋁部件、剎車系統部分部件採用鋁制等等。

Q5L此種將高強度鋼和鋁結合的形式,最終即保證了車身強度又使得重量的有效降低。再加上諸如新quattro四驅系統(quattro ultra)和啟停2.0系統等新技術的應用,使油耗降低10%,百公里綜合油耗僅為6.9L和7.3L。相比包括賓士GLC和BMWX3等同級競品,在此項數據上有著明顯優勢。

「價值連城」——頂級產品才會用上它

下面要說的這個可以說是自帶光環的,其實跟上面說的選用不同材質是相同意思。不過由於它的特殊性,所以再單拿出來和大家說一說,而它正是「碳纖維」。不管是鞋還是汽車,只要用到碳纖維必定價格要比其它產品更貴,所以在很多品牌旗艦鞋款或是旗艦車型及超級跑車上才會用到。

「碳纖維」其實是碳纖復合材料,一般密度僅為1750公斤/立方米,所以其質量非常低。其本是名為聚丙烯腈的高分子化合物,拉伸成絲後在氮氣中以2500攝氏度的高溫做到碳化,紡織成布。單一張碳纖維布十分柔軟,所以需通過環氧樹膠將多層切割好的碳纖維布相黏,並在高溫高壓箱里讓其體積壓縮、強化,最終形成組件毛坯,經過打磨等工序,才能得到最終成品。通過改變碳纖密度、環氧樹脂品種、固化溫度和時間等,都可以改變最終材質的強度和韌性,所以其在同等重量下的強度可以達到鋼的好幾倍。但由於過程繁瑣和原料昂貴的原因,使其無法大規模應用,也造成了只能在不同領域的頂級產品上進行使用。

在球鞋領域中,「碳板」這個詞相信很多人都有所耳聞,其實它就是碳纖維板,其應用在球鞋中主要的作用是「防扭轉」,因此實際上碳板的全稱是碳纖維防扭轉承托盤。

是不是說的有些讓人難懂?其實簡單來說,碳板的主要作用實際上跟足弓的作用相似,支撐負載、緩沖並傳導力量。所以碳板則是更好的保護足弓,防止球鞋和腳在巨大作用力下,發生如同麻花般的扭曲。這對於運動員是相當重要的,如果發生這類現象很可能造成職業生涯的終結。

同時它起著如果人體骨骼般的作用,沒有承托盤,球鞋則會缺乏穩定性,當然大部分運動鞋都有承托盤但卻並非全採用碳纖維材質。所以採用這一材質的運動鞋更為堅韌、更富有彈性,同時便是更輕。

再看汽車領域,碳纖維材質同樣用於在保證車身剛性和安全性的同時,最大限度降低車重。不過由於製造成本的昂貴僅大量應用於諸如F1等專業賽車以及很多超級跑車身上。比如Lotus旗下產品上便運用了碳纖維材質座椅,保證座椅有著很強剛性的同時,又足夠輕。

全文總結:

本期我「不務正業」的話題就先說到這兒,其實上述這三種運用最為廣泛的減重方式也運用在很多其它領域中,可以看出不同的行業卻均有著很高的一致性,當然也包括現在常說的平台技術等。科技的不斷進步就這樣帶動著這些相關產業,為人類使用帶來更大的便利同時,又有著更為舒適耐久的體驗。(圖/文 網通社 陸宏偉 部分圖片來源於網路)