Adidas, który dostarcza piłki na Mistrzostwa Świata od 1970 roku, wprowadza nową piłkę meczową na każdy turniej. Za każdą z nich kryją się żmudne obliczenia, testy; krótko mówiąc praca badawcza wielu naukowców próbujących stworzyć najlepszą piłkę dla najlepszych zawodników świata.
Przez ostatnie 20 lat wraz z moimi kolegami inżynierami z Japonii i Anglii testowaliśmy nowe piłki, badając aerodynamikę piłek nożnych. Nasza praca zaczyna się od umieszczenia piłek w tunelach aerodynamicznych aby zmierzyć opór aerodynamiczny, siły boczne i siłę nośną. Wyniki tych testów wykorzystujemy w symulacjach trajektorii lotu , które pokazują, jak piłka zachowa się w rzeczywistych warunkach gry.
To wszystko może brzmieć nieco akademicko i rzeczywiście opublikowaliśmy artykuł naukowy na temat naszych ustaleń. Jednak to, co wskazują nasze dane, może oznaczać różnicę między golem a pudłem dla napastników, obroną a błędem dla bramkarzy, a radością lub żalem dla kibiców.
Podczas Mistrzostw Świata piłka jest najważniejszym elementem wyposażenia podczas największego turnieju najpopularniejszego sportu na świecie .
Tegoroczna piłka, Trionda , jest szczególnie interesująca. Kiedy FIFA i Adidas zaprezentowały ją jesienią 2025 roku, pierwszą rzeczą, na którą zwróciło uwagę wiele osób, był kolor i panele.
Czerwono-niebiesko-zielona grafika na piłce nawiązuje do trzech krajów gospodarzy, a motywy liścia klonowego, gwiazdy i orła reprezentują Kanadę, Stany Zjednoczone i Meksyk. Po raz pierwszy w historii męskich mistrzostw świata mecze będą rozgrywane piłką czteropanelową.
Ale czy przy tak małej liczbie paneli Adidas nie stworzył zbyt gładkiej piłki? W tę pułapkę wpadli inżynierowie z piłką Jabulani, używaną na Mistrzostwach Świata 2010 w RPA , która zasłynęła z nagłych spadków i zakrętów, znacznie utrudniając życie bramkarzom.
Żaden piłkarz nie chce, by w trakcie meczu decydującego o jego karierze, w którym stawką jest mistrzostwo świata, nie chce by dzięki piłce zawody przypominały eksperyment, prawda?
Ewolucja piłek nożnych
Piłki do Mistrzostw Świata przeszły długą drogę na przestrzeni dekad. Jeśli cofniemy się do 1930 roku , piłka wyglądała zupełnie inaczej. W pierwszym finale Mistrzostw Świata użyto dwóch różnych skórzanych piłek: argentyńskiej Tiento w pierwszej połowie i urugwajskiej T-Model w drugiej. Obie były ręcznie szyte, wielopanelowe, pompowane przez otwór w dętce, który należało zawiązać i schować pod sznurowadłami. W wilgotnych warunkach skóra wchłaniała wodę, przez co piłka była cięższa i mniej przewidywalna w grze.
Do 1994 roku – kiedy Stany Zjednoczone ostatni raz gościły turniej mężczyzn – oficjalna piłka, Questra marki Adidas ewoluowała w kierunku konstrukcji opartej na piance. Współczesna piłka Mistrzostw Świata nie jest już zwykłą, zszytą skórą. To zaprojektowana, aerodynamiczna powierzchnia.
Trionda idzie o krok dalej. Ma tylko cztery panele, najmniej w historii męskich Mistrzostw Świata, które zostały połączone termicznie – za pomocą ciepła i kleju.
Mniejsza liczba paneli może sugerować mniejszą całkowitą długość szwu, a tym samym gładszą piłkę. Gładkość ma znaczenie, ponieważ cienka warstwa powietrza przylegająca do piłki decyduje o tym, gdzie przepływ się rozdziela, jak duży tworzy się ślad i jaki opór stawia piłce.
Trionda ma celowo głębokie szwy, trzy wyraźne rowki na każdym panelu i delikatną fakturę powierzchni.
Ale czy te tekstury i rowki okażą się skuteczne? Aby się tego dowiedzieć, wraz z kolegami zmierzyliśmy geometrię szwów piłki i jej ogólne właściwości aerodynamiczne. Porównaliśmy ją z czterema poprzednikami Triondy: Al Rihla z 2022 roku, Telstar 18 z 2018 roku, Brazucą z 2014 roku i Jabulani z 2010 roku.
Co pokazują pomiary
Podczas testów w tunelu aerodynamicznym na Uniwersytecie Tsukuba zmierzyliśmy coś, co nazywamy współczynnikiem oporu, czyli sposobem opisującym, jakiemu oporowi powietrza stawia piłka w trakcie ruchu.
Dzięki tym danym uzyskaliśmy wgląd w to, jak zmienia się przepływ powietrza wokół piłki po jej kopnięciu. Testy pomogły zidentyfikować kryzys oporu , czyli zakres prędkości, w którym zmiany w warstwie granicznej i oderwanie przepływu powodują gwałtowną zmianę oporu, co może wpłynąć na przyspieszenie, trajektorię i zasięg piłki.
Odkryliśmy, że Trionda jest zdecydowanie bardziej szorstka od swoich poprzedników.
Trionda osiąga kryzys oporu aerodynamicznego przy niższej prędkości, około 43 km/h (27 mil/h). Jest to mniej niż zakres około 50-65 km/h (31-40 mil/h) dla Al Rihla, Telstar 18 i Brazuca oraz znacznie mniej niż zakres około 79-97 km/h (49-60 mil/h) dla Jabulani, w zależności od orientacji.
Dlaczego to wszystko ma znaczenie? Ponieważ piłka może zachowywać się inaczej w locie. Kiedy kryzys oporu występuje w trakcie gry z prędkościami istotnymi dla gry, niewielkie zmiany prędkości startu, orientacji lub rotacji mogą przesunąć piłkę z jednego reżimu aerodynamicznego do drugiego.
To był problem Jabulani. Kopnięta z niewielką rotacją, miała tendencję do zbytniego zwalniania, gdy przekraczała zakres prędkości krytycznej .
Trionda nie wygląda jak taka piłka. Ma bardziej stabilny i równomierny współczynnik oporu w zakresie prędkości charakterystycznych dla rzutów rożnych i wolnych.
Ale jest pewien kompromis. Nasze pomiary wykazały również, że gdy Trionda wchodzi w tryb przepływu turbulentnego o wyższej prędkości, jej współczynniki oporu są nieco wyższe niż w przypadku Brazuca, Telstar 18 i Al Rihla.
Mówiąc wprost, oznacza to, że mocno uderzona, długa piłka może mieć mniejszy zasięg.
W naszych symulacjach różnica nie jest duża. Jest jednak na tyle duża, że gracze mogą zauważyć, że dalekie kopnięcia są za krótkie o kilka metrów.
Należy również zauważyć, że testowaliśmy piłkę nierotującą. W związku z tym nasze wyniki nie dają prognozy każdego podania, wybicia piłki czy rzutu wolnego, jakie kibice zobaczą tego lata. Piłki w locie często rotują z powodu niecelnych kopnięć. To, wraz z wysokością, wilgotnością, temperaturą i ciśnieniem powietrza, wpływa na to, jak piłka po kopnięciu leci w powietrzu.
Wielki test dopiero nadejdzie
Mniej paneli i więcej tekstur to nie jedyne różnice w nowej piłce.
Trionda korzysta również z technologii, która ma niewiele wspólnego z lotem piłki, a wiele z jej funkcją sędziowską. Podobnie jak Al Rihla, Trionda wykorzystuje „technologię połączonej piłki”, która pozwala komputerom rozpoznać moment kopnięcia piłki, pomagając w ten sposób w podejmowaniu decyzji o spalonym.
Ale architektura uległa zmianie. W 2022 roku jednostka pomiarowa została zawieszona w centrum piłki. W Triondzie znajduje się ona w specjalnie stworzonej warstwie wewnątrz jednego panelu, a pozostałe trzy panele są wyposażone w przeciwwagi. Chip przesyła dane do systemu wideoasystenta sędziego (VAR) oraz do półautomatycznego systemu sędziego spalonego .
Ta zmiana pomoże sędziom, ale czy nowa piłka ogólnie pomoże, czy przeszkodzi graczom?
Dowody z naszych testów wskazują, że piłka nie będzie zachowywać się w sposób powodujący dezorientację i chaotyczny lot.
Ale bardziej intrygujące możliwości są subtelniejsze i wykraczają poza zakres naszych testów. Czy rowki w Triondzie pomogą graczom wygenerować większą rotację wsteczną piłki, generując większą siłę nośną i potencjalnie kompensując nieco wyższy współczynnik oporu aerodynamicznego przy dużej prędkości w Triondzie?
Dlatego nieustannie badam piłki z Mistrzostw Świata, zarówno w laboratorium, jak i obserwując ich zachowanie podczas gry. Co cztery lata nowy projekt oferuje nowy sposób obserwowania fizyki w grze, nie w teorii, ale w ruchu obiektu, któremu każdy zawodnik na boisku musi zaufać.
