裝個碳板就很牛?13款主流跑鞋碳板形狀/技術深度解析 ​

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耐克4%開始,一直到近兩年ZoomX Vaporfly NEXT%、Air Zoom Alphafly NEXT%碳板跑鞋成為跑者,特別是高水平跑者PB的神器,碳板技術由此成為跑圈熱點話題,非常受到跑者關注。


碳板+厚底跑鞋幾乎約等於頂級競速跑鞋,也成為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競爭大軍,誰不研發碳板跑鞋誰就意味著掉隊。


那麼碳板真的能如宣傳的那樣能夠提供超強回彈,給人提供騰雲駕霧的感覺嗎?



什麼是碳板?


碳板就是碳纖維複合材料,是由環氧樹脂和碳纖維絲經過熱處理粘合後形成的一種複合材料,碳板是一種力學性能優異的新材料。


其優點:質量輕、韌性好、強度高,是新一代增強纖維。



碳板的應用使鞋不容易扭曲和大幅度彎折,因此你會發現凡是全掌型碳板跑鞋都有個特點,那就是很難彎折鞋底,這樣就可以增強抗扭轉和支撐性,從而提升運動時腳著地過程中的穩定性。


但凡事有利就有弊,鞋底剛性的增加就會從某種程度上犧牲緩震性,一雙跑鞋如果能像下圖這樣產生彎折,那麼我們通常說這雙鞋有很好的緩震性能,因為可以充分形變,從而緩衝受力;


也就是說鞋的柔韌性越好緩震往往越好,而鞋的剛性越好則抗扭轉和支撐越好,同時回彈往往也越好。


但現代碳板跑鞋除了提供抗扭轉、支撐和回彈,也能提供相當不錯的緩震性能,這是如何實現的,後面再說。


全掌型碳板跑鞋不可能像這樣彎折


有無碳板的跑鞋彎折對比

碳板最初的應用並不是為了回彈

而是為了抗扭轉和支撐


事實上,最早應用碳板材料的並非跑鞋,而是籃球鞋。


因為籃球運動不同於跑步運動,跑步運動所導致的腳的扭轉是有限的,而籃球運動要求運動員要不斷進行急停、急加速、急轉、變向等運動,這就容易導致足的過度扭轉,為了減少過度扭轉對於腳的損傷,碳板技術在籃球鞋中開始得以應用。


AJ11在1996年問世時,Nike首次將碳板材料運用在籃球鞋上。

灰色部分就是AJ11造型奇特的有多個孔洞的碳板


根據同濟大學結構性能化實驗室張嘯教授團隊對AJ11的碳板做的理論力學模擬,如果要對腳進行比較好的支撐和抗扭轉保護,大致是一個「X」形狀的碳板形狀。


AJ11的形狀之所以如此古怪,恰恰說明進行了精心測試和計算,AJ11的碳板對足弓進行充分支撐,向後延伸至腳跟,向前達到腳趾,可以較好地限制腳部不合理形變,同時給予充分支撐。


而一些空洞挖槽設計減少了不必要的碳板面積,降低了質量,保證了足部正常的適度形變,而不是一味限制形變。


注意這裡很重要的一點是,設計合理的碳板不是完全不讓足產生形變,而是保證適度形變,限制過度形變。


上圖及部分內容來源於微信公眾號「一塊跑」文章《淺析「碳板」在馬拉松跑鞋的應用作用及適應人群》。


跑鞋不同於籃球鞋

耐克創造性地將碳板應用於回彈助力


碳板跑鞋很容易被跑者誤解為是提供強力回彈助力,再加上廠家某些過度宣傳,穿上碳板跑鞋似乎有如神助,其實絕大多數碳板跑鞋提供的首要功能是抗扭轉和支撐,稱作調節穩定型碳板跑鞋更合適。


推進回彈型碳板跑鞋在碳板設計上必須符合特定要求,具體是什麼要求呢?


我們接著往下看☟

在籃球鞋中加入碳板主要是起到防扭轉減少腳踝受傷和支撐足弓緩解過度牽拉足弓的作用,因為籃球涉及大量急停、急加速、急轉等動作;


但在跑步過程中,腳的扭轉有一些,比如著地時足外翻,但總的來說,跑步時腳隨時的不定向扭轉是幾乎不存在的,且跑步一般也不會涉及急停變向。


因此耐克創造性地將碳板技術在跑鞋上的應用上更多是發揮其回彈作用,據稱,耐克2017年為破2選手專門定製的跑鞋鞋底夾層回彈力高達85%,這其中碳板發揮了一定作用。


耐克從4%一直到目前最新款Alphafly NEXT%,其碳板形狀有微調,但一直沒有發生大的改變。


總體形狀就是全掌(從腳跟一直到前腳掌)成勺子形狀,同時還呈現S型(有人稱其為鏟型)。


全掌是為了為整支足提供支撐和抗扭轉,勺子形狀是配合足型,S型是為了適應跟趾落差(腳跟比前腳掌略高)、不限制鞋的適度彎折,同時提供更有力的回彈,如果做成一塊平直的,那麼鞋的彎折度和順應性就幾乎沒有了。


耐克碳板跑鞋是如何發揮回彈作用的呢?

我們從下圖可以看到,在蹬地發力過程中,前腳掌蹬地,腳跟抬起,這時足會彎折,當然也會帶動鞋的彎折,碳板也會隨之彎折。


但由於碳板本身具有很好的韌性和彈性,輕度彎折的碳板,就如同蹺蹺板的一端壓下,另一端就會抬起,這種抬起相當於就給予腳跟推進力,這就是所謂的「回彈」。


與其說碳板技術成就了跑鞋

倒不如說材料科技+碳板讓跑鞋如虎添翼


雖然跑者可以將碳板回彈理解為蹺蹺板原理,但碳板技術在跑鞋中得到應用不是在傳統EVA中底材料中加入一塊硬質碳板就萬事大吉。


事實上,正是由於跑鞋緩震材料的進步才促使了碳板技術在跑鞋中的運用,跑鞋加入碳板大大增加了製鞋工藝的難度,為什麼這麼說呢?



碳板彈性雖然很好,是指在彎折時回彈充分,但其在沒有彎折的情況下,質地卻十分堅硬,在中底中加入一塊硬質材料,就需要有很好的緩衝材料來減少堅硬碳板對於腳的硬衝擊,從而防止加入碳板後鞋的順應性下降和硬度增加,使得鞋的舒適性大大降低。


如果中底不夠厚,那麼這樣的碳板跑鞋穿起來是十分難受的,而在傳統EVA材料中加入碳板,那麼就勢必要增加EVA的厚度。


但EVA一旦增厚,一方面重量明顯增加,一方面增厚的EVA恰恰抵消了碳板的回彈,使得碳板無法發揮作用。


因為EVA緩震好但回彈性能差,可以理解為一個緩震材料加一個回彈材料合在一起並不是又緩震又回彈,而是變成了既不緩震也不回彈,那就南轅北轍了。


所以碳板加入中底的前提就是要有更好地、更高級的緩震回彈材料,這種材料既要能充分緩震又要能充分回彈,與碳板一起是相互兼容而不是相互抵消。


同時,這種材料要足夠厚才能避免跑鞋因為加入碳板而失去彈性和順應性,但又要避免厚度增加帶來鞋的重量增加,而新一代尼龍發泡材料Pebax材料做到了。


Pebax就是耐克zoomX所採用的材料,換句話說,是緩震材料成就了碳板技術,所以NEXT%能做到中底非常厚但重量卻變輕了。


由阿科瑪(Arkema)公司研發的名為Pebax是一種尼龍彈性發泡材料,這種材料具有優異的柔韌和高回彈性能,它具備足夠的剛度,並且具有出色的低溫抗衝擊性能。


事實上,Nike是找到了英國一家做人工血管和支架的公司,才成功地把Pebax這種「厚實高回彈」的材料嵌入鏟形曲面碳板,然後反過來強化這個中底的剛性,發揮中底的回彈。


說得更加直接點,Next%給你來帶的助推回彈感更多的是由其本身中底優越性產生,如果將其碳板放到一個特別普通的EVA中,效果將大打折扣!


勺型全掌型碳板跑鞋


由於勺型碳板配合Pebax尼龍彈性發泡材料在提供緩震支撐的同時,具有最佳的回彈性能,所以除了耐克,其他品牌也紛紛採用這種造型簡單實用的碳板,正所謂大道至簡,最簡單的就是最實用的。


採用同樣碳板造型的跑鞋包括:


1、ZoomX Vaporfly NEXT%

作為碳板跑鞋的領先者,耐克在新款Zoom Alphafly NEXT%中繼續採用了勺型碳板,同時碳板與其他先進跑鞋技術的整合則是耐克新鞋重點考慮的。


Alphafly NEXT%搭載兩個Air Zoom氣墊,這並非普通氣墊,而是氣墊中又包含了一些支撐進行結構,從而改善了原有氣墊緩震有餘回彈不足的問題。


這樣就實現了氣墊、支撐結構、ZoomX泡棉和一體式碳纖維板的整合,這也許體現了耐克希望1+1>2的設計思路。


耐克領跑碳板跑鞋,其他品牌追趕跟風基本上是業界態勢,耐克江湖地位可見一斑,畢竟馬拉松賽道上精英選手乃至大眾選手一水兒的NEXT%比什麼宣傳都有說服力。



Alphafly NEXT%中底的ZoomX泡沫厚度達到39.5mm-45mm,比Vaporfly NEXT%高出整整8mm,國際田聯規定跑鞋中底厚度不得超過40毫米,未來跑鞋厚底不斷加厚成為歷史,但這不會妨礙跑鞋持續進步。


2、SAUCONY ENDORPHIN PRO



3、NEW BALANCE FUELCELL TC



4、NEW BALANCE FuelCell 5280



5、BROOKS HYPERION ELITE




6、Adidas Adizero Pro

Adidas Adizero Pro是阿迪首款碳板跑鞋,據說已經上市,但市面上看不太到,其採用了勺型碳板的設計,但其薄底設計以及傳統Boost材料讓人不禁懷疑其性能。


那些造型各異的碳板


從理論上說,勺型碳板可以提供最佳的回彈性能,但這種性能並不能靠碳板自己單打獨鬥,而是要和中底緩震材料充分配合。


由於並非所有鞋廠都採用Pebax材料,同時不同鞋廠有自己的設計考慮,所以也產生了各種各樣造型各異的碳計,可謂百花齊放。


1、ASICS METARACER


亞瑟士終於在今年推出了自己的碳板跑鞋,但這款鞋並沒有採用全掌型碳板設計,而是僅僅在前腳掌設計了一個H形碳板造型,看起來其設計考慮並不是支撐最為重要的部位——足弓,而是為前腳掌著地的精英選手提供充分回彈和支撐,其具體效果有待跑者驗證。

2、SKECHERS SPEED ELITE HYPER


斯凱奇這款跑鞋碳板材料應用極少,只是在前腳掌設計了兩片獨立的T型碳板,而事實上斯凱奇採用的是並不是完全的碳板,它是添加了一些碳纖維成為而形成的聚合物,發揮的也是對於前掌的穩定和回彈作用。


3、HOKA ONE ONE CARBON X


網上找不到HOKA 這款碳板跑鞋的碳板圖片,大概是Y型設計,其設計基本符合前面分析的足底理論力學,為足弓提供足弓支撐,同時也提供一定的前腳掌穩定和回彈作用。



4、adizero adios Pro


相比薄底的adizero Pro,阿迪達斯剛剛推出自己的地首款厚底碳板跑鞋adizero adios Pro備受關注,這款跑鞋最獨到的設計就是根據足底五塊跖骨,設計出了五根碳纖維條作為模擬跖骨的抓地蹬伸設計,不得不說這樣的設計非常創新。


阿迪達斯這次的5根碳棒設計會讓人聯想到金剛狼或者外骨骼,這個設計也是這雙鞋最大的設計亮點。


其5根碳棒的設計是否優於耐克等品牌所採用的勺型碳板設計,我們拭目以待。


有跑者認為其性能不可能優於勺型踏板,有人認為可能回彈也不錯但是否穿著久了會導致中底材料變形,因為碳棒的設計導致對於中底的局部壓強過大。


同時adizero adios Pro在鞋跟處仍然內置於一塊碳板,這個碳板的作用顯然就是支撐足弓,這也就意味著阿迪達斯採用了兩種碳纖維材料,一種是板型,一種是棒型。


腳跟處的碳板發揮的主要作用就不是回彈了,而是穩定防扭轉,也即屬於調節穩定型碳板,而五根碳棒的設計則是發揮推進作用,對於兩種獨立碳纖維材料分割式設計,有人認為其創意獨特,有人則直呼看不懂。


5、特步160X


國產跑鞋面對碳板技術流行也當仁不讓,其中特步和李寧就是國產碳板跑鞋的扛把子,特步碳板採用了Y型設計,與HOKA比較接近,前腳掌採用了類似橢圓環設計,並且中間斷開。


根據特步實驗室生物力學專家介紹,這樣一方面減輕重量,一方面可以讓前腳掌和腳趾得到更大的自由空間,從而有效避免碳板加入後導致前腳掌在跑步時自然活動被限制;


同時碳板後方設計也顯得較為獨到,一方面支撐足弓,另一方面其折角設計可以有有效減少著地時足踝過度外翻現象。


6、李寧飛電


李寧飛電的碳板基本沿用了勺型設計,但在足弓處則採用了菱形鏤空設計,試圖在保持碳板支撐回彈性能的同時減少碳板對於足弓的限制。


但也有人認為這樣的設計是敗筆,因為碳板最核心的功能之一就是支撐足弓,但李寧也許考慮的是這樣的設計可以繼續發揮足弓的自然拉長回彈的減震作用而不是靠碳板刻意頂住足弓。


7、多威征途


多威征途在其足弓處安置了一片碳板,顯然發揮的就是支撐足弓的作用。


根據報導,征途的碳板經過了大量計算產生了目前的外觀和放置位置,也強調了最佳彎折位置這個概念,所謂最佳彎折是指碳板太長會干擾到彎折點,太短會失去支撐效果。


多威很務實,並不過度誇大什麼反彈,而是回歸碳板的本質提供支撐和抗扭轉。


碳板跑鞋的弊端


厚底全掌型碳板跑鞋的設計「強迫」前腳掌著地趨勢明顯,無形中增加了對於小腿、跟腱、足踝的壓力,有人感覺穿著碳板跑鞋速度是快了,但跑完小腿比較累。


中底厚度增加帶來的問題就是腳對鞋的控制變得很難,一些大眾跑者反映穿著NEXT%感覺腳踝不穩,有崴腳的風險,這跟女士穿高跟鞋其實是類似的道理。


從實際穿著感受來看,NEXT%不適合腳踝力量較弱的跑者。


此外,碳板設計導致前腳掌部位很硬,影響腳趾扒地動作,而更多依賴碳板的蹺蹺板作用,這究竟是作弊還是將裝備科技發揮至極致,見仁見智。


另一方面,對於大眾跑者來說,競速並非是唯一追求,也就是說強力回彈有需求但並不是所有人都有這樣的需求,緩震穩定才是對於跑鞋的最大需求。


在慢跑過程中,跑鞋只要做到足夠緩震,支撐穩定腳踝,同時提供一定的回彈其實就足夠好了,而NEXT%基本提供不了對於腳踝的穩定,反而有可能讓腳踝不得不花更多肌肉用力來穩住腳踝。


當然,全文通篇都在強調,回彈這個聽起來就很牛逼的詞很容易被廠家過度宣傳,藏在中底材料里的碳板不可能如彈簧那樣讓你輕輕一蹦就竄上天,碳板的第一功能仍然是抗扭轉和支撐。


特定的設計比如全掌勺型能提供一定的回彈,但這種回彈是和優良的中底材料一起發揮作用,皮之不存毛將焉附,所以碳板加中底才是回彈的真諦,這其中中底材料的作用也許更多大。


總結


碳板技術其實核心功能是抗扭轉和支撐,特殊造型以及與中底材料配合才能給跑鞋帶來更好的能量反饋,但碳板自身的材料特性也使得跑鞋順應性下降,所以這就對中底材料提出了更高的要求。


碳板是競速跑鞋未來的發展方向之一,但並非全部,緩震、回彈、穩定這些性能在適合不同類型、不同水平跑者方面各有側重,百花齊放的跑鞋才能為跑者提供更多樣化的選擇,碳板跑鞋有高明的地方,但別吹上天!


無耐力,不訓練

穿啥鞋都跑不快!


正是考慮到所有跑者都需要耐下性子加強基礎耐力,同時夏季訓練大家一般也會降低配速,一拍即合,我們為跑者推出8周基礎耐力訓練計劃。


也即從7月初到8月底,通過8周速度不算快的訓練,讓大家真正沉下心發展基礎耐力,等到9月天氣涼爽再進行速度較快的抗乳酸跑、間歇跑訓練,也不遲。


即便是下半年有比賽,這樣的訓練安排也是完全合理的,如果下半年沒有比賽,那就更沒問題。

當然從訓練計劃的完整性和周期性而言,我們的計劃在第七周和第八周也安排了一定的間歇跑訓練。


同時考慮到不同水平跑者進行基礎耐力配速也不同,我們為目標破400/330/300的跑者分別制訂了相應的8周計劃,跑者可以根據自己情況各取所需。


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