최근, 배구의 표면 형상이 변화하고, 다양한 요철을 붙인 것이 사용되고 있다.그러나, 그 공력 특성에 관한 연구는 거의 행해지지 않았다.쓰쿠바대학 체육계의 홍성찬조교와 아사이 타케시 교수 등의 연구그룹은 이번 배구의 표면 형상에 따라 공에 작용하는 공기역학적 특성이 바뀐다고 밝혔다.
전형적인 배구는 직사각형 패널 3장의 섹션이 1면이 되어 총 6면(패널 18장)으로 구성되어 있다.본 연구에서는 이러한 종래의 배구와 2016년 배구 유럽 챔피언스 리그의 공식구인 표면에 딤플형의 요철을 배치한 볼, 2016년 USA Volleyball 리그의 공식구인 표면에 육각형의 요철을 배치 공을 사용하여 비행 특성과 공기 역학적 특성을 조사했습니다.
그 결과, 표면 형상에 따라 볼에 가해지는 항력에는 차이가 있었다.특히, 18장의 종래 타입에서는, 볼의 비상 방향에 의해, 레이놀즈수의 증가(레이놀즈수가 클수록, 흐름은 난류가 된다)에 수반되는 항력에 큰 차이가 보였다.배구에서 사용하는 다양한 서브의 속도(50~80km/h)를 고려하면, 같은 볼에서도, 그 비상 방향에 의해 비거리가 바뀐다고 생각된다고 한다.또, 히팅 로봇 테스트에서는, 볼의 비상 방향을 바꾸면 비상 궤도가 크게 변화하는 것(이방성)도 알았다.
한편, 새로운 디자인의 배구에서는 볼의 비상 방향에 의한 항력 변화는 비교적 작고, 볼의 방향에 관계없이 비거리가 안정되는 경향이 보였다.히팅 로봇 테스트에서도 종래 타입에 비해 비교적 안정된 비상 궤도(등방성)가 관찰되었다.
이상으로부터, 볼의 표면 형상을 바꾸는 것으로, 비상 궤도를 개선할 수 있는 것을 알았다.이 지견은, 향후의 볼의 연구·개발이나 디자인에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
논문 정보:【Applied Sciences】Surface patterns for drag modification in volleyballs
