Badminton dünyasında oyuncular her zaman rakipleri karşısında avantaj sağlamak için yeni teknikler arayışında. Son zamanlarda popülerleşen ve hatta bazıları tarafından "dönüşü imkansız" olarak nitelendirilen spin servis, fileye temas etmeden hemen önce topa bir ön dönüş kazandırma tekniği olarak öne çıkıyor. Bu teknik, o kadar etkili ki 2023 yılında Badminton Dünya Federasyonu (BWF) tarafından, en azından Paris 2024 Paralimpik Oyunları'na kadar yasaklandı.
Bu yasaklamanın temel nedeni, spin servisin oyunculara sağladığı haksız avantaj endişeleriydi. BWF, uluslararası turnuvaların bu tür yeniliklerin deneme alanı olmaması gerektiğini düşünerek, daha önce yasaklanan "Sidek servisi" ile benzerlik gösteren bu tekniği bu yıl kalıcı olarak yasakladı. Şimdi ise Çinli fizikçiler, bu etkili spin servisinin ardındaki karmaşık fiziği gün yüzüne çıkardı.
Fizikçiler, bulgularını Physics of Fluids dergisinde yayımladılar. Badminton topu (shuttlecock), sporlardaki diğer fırlatılan nesnelerden farklı olarak, açık koni şeklinde bir yapıya sahip. Yuvarlak bir mantar tabandan çıkan ve üst üste binen on altı tüy, topun aerodinamik özelliklerini belirleyen ana etkenlerden. Rekreasyonel amaçlı kullanılan naylon topların aksine, ciddi oyuncular gerçek tüylerden yapılmış topları tercih ediyor.
Bu tüyler, topun havada ilerlerken hızını hızla kaybetmesine ve parabolik yörüngesinin daha dik bir açıyla düşmesine neden oluyor. Ayrıca, bu ek sürüklenme, topun sahanın tamamını kat etmesi için oyuncuların daha fazla güç harcamasını gerektiriyor. Buna rağmen, badminton topları saatte 300 milden daha yüksek hızlara ulaşabiliyor. Tüylerin yapısı aynı zamanda topa ekseni etrafında hafif bir dönüş kazandırıyor ve bu da farklı vuruşları etkileyebiliyor.
Mantar tabanı, badminton topunu aerodinamik olarak stabil hale getiriyor; yani top havaya fırlatıldığında yönü ne olursa olsun, ilerledikçe mantar kısmının öne dönük olduğu bir pozisyonu koruyor. Daha önceki bir araştırmada, topun bu "dönüş" mekaniğinin fiziği incelenmiş ve yüksek hızlı video kayıtları ile su tankında yapılan serbest düşüş deneyleriyle bu geometrinin davranışları nasıl etkilediği ortaya konmuştu. Bu çalışmalar, tüylü topların sentetik toplardan daha iyi performans gösterdiğini ve vurulduğunda daha fazla deforme olarak daha üçgenimsi bir yörünge çizdiğini de doğrulamıştı.
Spin Servisinin Sırrı: "Daldırma ve Sallanma"
Badminton topunun yörüngesi üzerine birçok çalışma yapılmış olsa da, Çinli araştırmacılar spin servisinin bu yörünge üzerindeki etkilerini kimsenin henüz incelemediğini fark ettiler. Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden çalışmanın ortak yazarlarından Zhicheng Zhang, yaptıkları bu çalışmayla "temel aerodinamiği" incelediklerini belirtti. Ayrıca, ön dönüşün topun yörüngesi ve aerodinamiği üzerindeki etkilerini ortaya koymanın, oyuncuların spin servis becerilerini geliştirmelerine ve karşı taraftaki oyuncuların da bu servisleri daha iyi karşılamalarına yardımcı olabileceğini ekledi.
Araştırmacılar, ticari olarak satılan bir badminton topunun dijital bir modelini oluşturdular. Modeli, pürüzsüz ve sert bir cisim olarak ele alıp yüzey pürüzlülüğü ve tüy gözenekliliği gibi değişkenleri göz ardı ettiler. Ardından, üç farklı koşulda 3D akışkanlar dinamiği simülasyonları gerçekleştirdiler: Ön dönüşsüz, topun doğal dönüş yönünde ön dönüşlü ve topun doğal dönüş yönünün tersine ön dönüşlü.
Araştırmacılar, badminton topunun yörüngesinin üç farklı aşamasını belirleyebildiler: "dönüşüm" aşaması (topun tercih ettiği yönü aldığı an), salınım aşaması ve stabilizasyon aşaması. Eğer bir oyuncu, topun doğal dönüş yönünün tersine bir ön dönüş uygularsa, bu salınım aşamasını uzatarak "daldırma ve sallanma" olarak adlandırılan bir etki yaratıyor. Araştırmacılar bu durumu, topun uçuş yönüne dönük tarafında oluşan yüksek basınç bölgesine bağlıyor. Bu durum, topun yatay yöndeki hızında daha büyük bir düşüşe neden oluyor ve salınım aynı zamanda topun tüylerinde önemli bir basınç değişimine yol açıyor.
Araştırmacılar, farklı top şekillerinin yörünge ve yönelim sonuçlarını değiştirebileceğini kabul ediyorlar ve gelecekte farklı konfigürasyonları incelemeyi planlıyorlar. Ayrıca, spin servisi dahil olmak üzere çeşitli badminton servislerinin hareket yakalama çalışmaları yapmayı umuyorlar. Bu çalışmaların, badminton oyuncularının servis becerilerini daha da geliştirmelerine yardımcı olmasını hedefliyorlar.
