談談李寧頂級碳板跑鞋的設計思路
2020年11月24日11:00

以飛電2.0 Elite和絕影為例,談談李寧在頂級跑鞋上如何使用碳板,這些碳板又發揮了怎樣的作用?(全文約6300字,59張圖)

談談李寧頂級碳板跑鞋的設計思路_新浪眾測
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先介紹下李寧這兩款跑鞋。

去年9月,李寧發佈了自己的第一雙碳板競速鞋,售價2099的飛電(更早的追風雖然也有碳板,但只是中足嵌入一小塊碳纖維板,與當下的碳板鞋並非一個理念)。與飛電一起發佈的還有雙售價1299、但沒有碳板的競速/訓練鞋天馬。兩雙鞋的中底也都第一次使用了基於pebax發泡的䨻(bèng)中底材料。

今年11月,李寧又推出了新的飛電2.0系列,兩雙分別為飛電2.0 Elite和飛電2.0 Challenger。同樣一雙更偏極致競速,一雙更適合訓練/競速。兩雙都有碳板,區別在於Elite是全掌鏟型碳板,Challenger是半掌鏟型碳板。在䨻中底+碳板之外,前掌也都加入了蹠(zhí)枕技術。

飛電2.0 Elite鴛鴦配色,這個首發配色也被叫作“紫氣東來”配色↓↓

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(文中下面1.0都指代飛電1.0,2.0指飛電2.0 Elite)

絕影則是今年8月發佈的減震跑鞋,中底巨大的弧形鏤空名為弜(jiàng)科技結構,上下兩塊異構碳板+雙層䨻材質,售價1699。同時還有一雙899的絕影Essential,可以視為絕影的低配版——這相當於兩雙設計理念相同、配置上區分的同系列產品。

這雙是絕影↓↓

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飛電2.0 Elite的定位很明晰,就是為頂級馬拉松選手設計的,目標衝擊賽事金牌甚至紀錄,也適合有實力的業餘跑者衝擊PB。WORLD-CLASS級別的競速鞋;

而絕影的定位就更寬泛些,李寧官方用了彈速跑鞋的後綴,實際穿下來,絕影用來日常跑步訓練或馬拉松競速問題都不大。平心而論,絕影的顏值在專業定位的跑鞋里確實很能打,也見到不少跑者選擇穿著它出街,還出了聯名款。

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(飛電2.0 Elite使用了一塊全掌鏟型異構碳板,絕影使用了兩塊異構碳板,一上一下放置在弜結構中)

瞭解完它們的定位,開始這篇內容的重頭戲——以絕影和飛電2 Elite為例,談談李寧在頂級跑鞋上如何使用碳板,這些碳板又發揮了怎樣的作用?

飛電2.0 Elite:剛性更強的異構鏟型碳板,夾在兩層不同密度的䨻中間

飛電2.0 Elite可以說是以結果為導向的跑鞋(站上領獎台+衝擊紀錄),所以設計目標明確,盡一切可能獲取最高的助推力+實現跑動經濟性。這就要求單一部件性能強勁同時、又能起到多方面作用。就碳板而言,需要兼顧跑動經濟性、助推力、靈活性和穩定性四個方面,說是螺絲殼里做道場,也不誇張。

相比上一代飛電,這塊全掌異構碳板在性能方面的表現完全不一樣。

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(李寧官方發佈的飛電2.0Elite產品分解圖)

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(李寧官方的飛電2.0 Elite設計分解圖)

先解釋一下全掌鏟型異構碳板——

全掌指的碳板的長度和麵積;

鏟型為碳板的形狀,前掌有個明顯的弧度,蹠骨部位更接近地面,腳趾部位上揚,足弓位置拱起,後跟位置基本是平的;

異構指的是多層碳纖布/玻纖布的鋪設方式,把不同型號、不同密度的碳纖維多個方向鋪設在不同位置,最終碳板的每個區域都能在力學性能上呈現出截然不同的效果(比如剛度、彎曲模量等等)。

飛電2.0 Elite的䨻是分層夾心(碳板),上層䨻密度略低,腳感更柔軟,下層䨻密度更高,回彈性能更直接。這塊全掌鏟型異構碳板分了兩個節點和四個區域來鋪設,依次是前掌、向下的凸起、中足前段、向上的凸起、中足後段、足跟。

整塊碳板的厚度也是從前到後厚度增加——

前掌碳板由4層碳纖布和2層玻纖布鋪設成,曲折剛度適中;

中足前段碳板由6層碳纖布和2層玻纖布鋪設成,剛性較高;

中足後段碳板由4層碳纖布和4層玻纖布鋪設成,剛性最低;

足跟碳板由10層碳纖布鋪設成,剛性最高。

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(飛電2.0 Elite全掌鏟型碳板在跑鞋上的大體位置示意)

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(在需要蹠趾關節彎曲的動作出現時,可以很明顯感覺到碳板的存在)

這樣的鋪設,最終呈現出的性能——

前掌和中足前段碳板組成的高剛度鏟狀結構,能減少蹠趾關節在跑動中的彎曲,從而降低跑動能量損耗,同時提升了蹬地衝量(即有被推動的助推感),確保從落地到蹬地過渡的穩定性和效率;

飛電2.0前掌外部使用了靈感來自馬蹄內部構造的蹠枕技術,相當於加了一個杠杆,幫助提升蹬伸效率。加上鏟型碳板本身向下的弧度,也為為蹠枕形成硬支撐,讓蹠枕科技得以在跑動中最大程度的保持了形狀;

中足部分模擬類足弓,兩段軟硬搭配的碳板和向上的凸起,組成了類似蹦床/拱橋的結構緩震。落地時,中足碳板向上的凸起被踩平,儲蓄彈性勢能;而當蹬離時,碳板恢復原來形狀,彈性勢能釋放推動前進。

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(剛性較高的碳板,減少了蹠趾關節的彎曲,從跑動效率的角度來說主要實現兩點,減少這種彎曲需要的無謂能量損耗+提升推蹬衝量,但會對小腿肌腱的提拉有更高的要求)

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(力學上,跑動中腳底落地-推離抬起的過程,相當於一個撬動費力杠杆的過程。杠杆的支點,是腳後跟的踵骨。穿著碳板跑鞋,蹠趾關節彎曲較小,此時阻力臂就延長至趾骨,距離更長。帶來的步幅也會明顯變長)

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(蹠枕科技的靈感來自馬蹄的趾枕部位,這個部位與有較高剛性的異構碳板正好形成聯動,等於借助杠杆原理再次助力,來提升蹬伸效率。碳板的剛性也讓蹠枕科技得以在跑動中最大程度的保持了形狀)

這個設計有三個好處,

回收落地能量,提高跑動經濟性;

彌補中底䨻挖孔/鏤空所降低的反饋速度和極限緩震性;

中足後段較軟的碳板也能保證鞋子左右扭轉的靈活性,在跑彎道/變相時不會有不適感(反例就是木屐)。

飛電2.0 Elite增加了䨻的體積,勢必導致重量增加,李寧就減少了後跟的寬度(相比1.0摘了13mm)。後跟寬度減少容易導致穩定感下降,飛電2.0 Elite的解決方法就是,後跟部位碳板的剛性最高,一定程度上保持了穩定感,也能避免落地瞬間過度外翻(內旋不足)的現象,即也提高了支撐性。

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(飛電2.0 Elite後跟高度30mm,距離國際田聯「厚底跑鞋不得超過40mm」的規定還有不小空間,但依然可以認為是厚底碳板跑鞋的一種。後跟高度相比飛電1.0增加了9mm)

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上面這些就是飛電2.0 Elite全掌鏟型異構碳板的設計及跑動中工作原理。前面也提到,相比飛電1.0,同樣都是競速碳板跑鞋,差異極大——

飛電2.0 VS 飛電1.0:同為頂級競速跑鞋,碳板設計為何區別巨大

飛電2.0 Elite和飛電1.0的碳板,最大的區別就在碳板不同部位的剛性上。

李寧最早研發碳板時發現剛性過高的碳板會有一個問題,靈活性不足。這會導致落地時左右過渡和變相/彎道時不那麼自然,對小腿肌腱的負擔也會明顯提高。

所以這才有了異構碳板這種依靠鋪設來實現性能的方法——包括nike今年Alphafly Next%上的Flyplate碳板,也是類似的製作思路。儘管Flyplate碳板不再是Next%和4%那種鏟型(前掌更為平整),但其用的Costum Fiber Placement工藝(纖維定製化排列),與異構碳板本質上異曲同工。

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(飛電1.0(左)與飛電2.0 Elite(右),後者除了剛性更強的碳板,中底䨻的厚度也增加9mm。因後跟䨻環繞包裹以提高支撐,視覺上前傾感強烈,但前後掌落差其實依然是7mm)

飛電1.0上市時,李寧發佈會也展示過多達13個版本的樣鞋,它們互相之間的改動都特別明顯,碳板也有各種形態。但最終的發售版飛電,李寧使用的碳板剛性非常柔軟。

整個設計上更加追求在蹠趾關節彎曲時儲蓄能量、然後蹬離地面時快速恢復釋放能量,提高蹬伸效果,外加依靠碳板給中足部分提供支撐。

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(相同施力情況下,兩代飛電表現出的剛性截然不同)

本身飛電1.0的碳板剛性就不強,外加中前掌多達10個開孔(可以看到碳板)、碳板自身在中足部位有個巨大的鏤空,也進一步讓碳板不得不為中足的支撐性和䨻中底的回彈更“分心”,這都導致了飛電1.0在腳感上其實並沒有那麼“碳板”,而更加接近傳統跑鞋的風格。

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(左:飛電1.0,碳板自身在中後足有鏤空,整塊中底中前掌也有合計10個菱形開孔;右:飛電2.0 Elite,中底的鏤空降低為中足部位的一個)

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(飛電2.0 Elite的鏟型碳板弧形更大,因而中足位置,碳板距離腳底更近、距離地面更遠)

在飛電2.0上,不管是競速的Elite還是訓練的Challenger,它們都更極致的代表了異構碳板的設計初衷。比如碳板的前掌部位,不管是碳纖布還是玻纖布的層數,飛電2.0都要比1.0更多一些。

所以,對擁有飛電1.0的跑者而言,這兩雙飛電2.0在腳感上都更像一雙全新的、差異感強烈的競速鞋。

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(與飛電1.0相比,2.0 Elite一體編織鞋舌包裹性更明顯。鞋帶孔外有一層硬壓膠,做成凸起空間,所以鞋帶並不會直接勒在腳背上)

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(飛電2.0 Elite有著彈性更好的包裹,穿脫也需稍費力些。即便不繫鞋帶,上腳後也能感覺雙腳比較好的被裹緊。這種編織鞋舌的彈性極大)

相比Elite,飛電2.0 Challenger有哪些不同

稍微提一下飛電2.0 Challenger。

它們都屬於飛電2.0平台,Challenger並不代表是“弱化版”的Elite。Challenger相比Elite沒有那麼硬核,主要區別在,

鏟型碳板面積沒Elite覆蓋面那麼長,只有大約2/3長度;

同樣應用了蹠枕技術但感覺上要比Elite更柔和一些;

中底䨻厚度低了1mm、後跟部位更寬大(更適合中後足落地,腳感也更軟些)。

所以,Elite是一切為最高跑步效率服務的競速鞋,Challenger是依然高效但會更緩和、也更建議日常訓練穿著的款——事實上,Challenger完全適用於全馬230-300之間的高階選手穿著比賽,Elite則是李寧用來衝擊冠軍、為那些全馬215內的超精英選手打造的。

對99.9%的業餘跑者而言,穿著它們都是開著法拉利上下班——在性能上不但夠用,也未必能完全發揮出它們的實力。

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再者,兩雙鞋有著近700塊的差價,Challenger興許才是絕大多數人更合適考慮入手的。只不過人都是感性動物,誰能抵住頂配+速度的誘惑呢?眼睛都聚焦在飛電2.0 Elite上是很正常的情況。

絕影:極致的雙層碳板外加弜科技

頂級競速跑鞋追求極致性能,留給任何單一部件的空間、重量都不會很多。慢跑鞋就不一樣了,可以能嚐試更豐富的搭配。絕影就是這樣,兩塊異構碳板一大一小一上一下,配合雙層䨻中底組成的弜(jiàng)結構——中文博大精深,即便很多人不認識這個字,看到都能大體明白這一定是種「成雙」的構造理念。

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(測試者體重64公斤,手提24公斤啞鈴(合計88公斤),無負重站立-88公斤單腳站立狀態下,絕影中底的形變GIF )

絕影的定位很廣,可出街可慢跑,可嚴肅訓練也可用來比賽甚至衝擊PB(這裏說明一下,當下國際田聯並不允許正式選手穿著多層碳板的競速鞋,成績/紀錄不會被認可。因而絕影的這種理念未來未必會出現在競速鞋上,但普通跑者穿著它比賽並不會有什麼問題)。

在設計理念上,絕影的上層碳板非常像人類足底形狀。同樣可以稱為全掌鏟型,但這塊碳板本身並不提供助推的效果,更像是弜結構的“大梁”,保證這種結構的強度與穩定感。

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(絕影的內外側,外側有䨻字樣,內側有角狀凸起結構,防止足部落地時發生過度外翻,加強穩定性的作用)

這一塊碳板按前掌、中足、後跟三塊區域劃分鋪設:

前掌碳板相對較薄,彎曲剛性較低,便於跑/走時蹠趾關節彎曲。這與飛電2.0 Elite的碳板截然不同,後者是儘量減少蹠趾關節彎曲(蹠趾關節不彎曲,能量浪費最低,跑動效率最高,但對跟腱及小腿肌肉的要求也會更高);

中足碳板最厚,剛性最大,同時貼合足底,截面成U型,起到包裹住中足的效果。因而也會有比較明顯的支撐感;

後跟的碳板剛性較大,內側有角狀凸起結構,防止足部落地時發生過度外翻,和中足部分設計配合,進一步提升整個鞋子的穩定性。

——因為弜結構非常碩大的鏤空,我們基本能直接看到中足和後跟碳板的設計,就是為上面這些要求服務的。

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而絕影的下層碳板形狀更接近梭型(或者說衝浪板型),緊貼外底,主要為下層䨻中底提供類似骨架的支撐效果,避免䨻受壓後劇烈形變。也進一步促進弜結構的下層弓狀結構,能在形變後迅速恢復,來實現跑動中的助推力。

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(通過透明的GCU外底,能直接看到下層碳板的位置及形狀)

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(相同尺碼,絕影的後跟最寬處93mm,相比飛電2.0 Elite的75mm寬了近25%。絕影的整個中底梯形更明顯,也是為了兼顧更高中底的穩定性)

絕影定價1699,算是最貴的慢跑鞋之一了。同系還有雙899的絕影Essential,相當於前者的低配版,中底上層材質為lightfoam,下層才是䨻;另外也沒有使用異構碳板,而是pebax彈性片代替。

和絕影的GCU外底一樣,絕影Essential也特意用了透明橡膠,這樣就能看到中底的彈性片——在理念上兩者是一致的,只不過性能方面顯然絕影更為極致。

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(左為絕影設計分解圖,右為絕影Essential設計分解圖)

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䨻中底+蹠枕科技:碳板發揮出性能的前提和助力

䨻是基於阿科瑪(Arkema)的Pebax(嵌段聚醚酞胺聚合物)超臨界珠粒發泡製作成的泡棉,同樣類似的peba泡棉還有銳步的Floatride、耐克的ZoomX等。在飛電1.0上使用了䨻之後,李寧也很快將這種材質應用到籃球鞋等領域,比如馭帥13、韋德的WOW8,等等。

用在跑鞋中底上的䨻,密度大約為0.11-0.14g/cm³。當然在一些雙層䨻結構的中底上,上下層䨻還會有不同密度,搭配以起到緩震、回彈和支撐性的均衡。

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(飛電2.0 Elite和絕影的中底都使用了“雙層夾心”模式,上下兩層䨻夾住中間的碳板)

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(李寧在外底GCU上也都用䨻字作為防滑花紋。GCU全稱「全天候止滑耐磨科技」,澆注型聚氨酯材料。在跑了幾百公里的飛電1.0上實測,耐磨性很好,算是近年表現最佳的跑鞋外底——所以李寧在頂級跑鞋的外底橡膠上能很大膽的做得很薄,另外在濕滑路面,GCU的表現也相當出色)

peba泡棉這兩年大行其道,主要原因兩點,

極佳的單位體積重量表現

材料緩震中最好的回彈性能(沒有之一)

這也是當下競速跑鞋得以使用較厚中底提高緩衝/回彈同時,兼顧輕盈重量的原因。同時也相當於留出了更多重量和空間,能讓競速跑鞋在腳感上得以加強,不再讓競速跑鞋變成痛苦、難穿、高要求的代名詞——這對過去傳統薄底馬拉松跑鞋而言,屬於魚與熊掌不可得兼。

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但材料緩震是一個不斷髮展的產業,並沒有絕對的完美。peba泡棉在極佳性能同時也會有容易撕裂、衰減迅速的問題。在一眾peba泡棉里,䨻已經屬於抗衰減性能比較優秀的那一個。

如果有䨻中底跑鞋,需要記得一點,䨻材質較容易粘灰,每次跑完最好適當擦拭一下。另外,時間久了䨻可能存在發黃的情況,無關性能。

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在䨻的輕量+高緩衝/回彈性能前提下,飛電2.0 Elite的全掌鏟型異構碳板也好、絕影的雙層異構碳板也好,才能發揮出自己的設計理念。否則單靠碳板——想像一下沒有鞋釘的頂級足球鞋、或者自行車鎖鞋——想跑得更快並不現實。

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最後再說下蹠枕科技(前面飛電2.0 Elite碳板部分已經有提到過)。

按李寧的官方測試數據,同樣一雙碳板跑鞋,多了蹠枕科技,在觸地時間、蹬伸時間上都要更短一些,緩衝時間則會更長一些。

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(前掌外底顏色加深部位就是蹠枕科技。位於雙腳的蹠趾關節下方)

興許從數值上看蹠枕的加入變化並不明顯,但一場馬拉鬆下來動輒近3萬步,對頂尖選手而言節省的時間和能量消耗就很可觀了。對一般跑者而言,那種“杠杆感”或者說更驅使你用中前掌跑法的感覺,主觀上也會很直接。

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(對比飛電2.0 Elite和飛電1.0,多了蹠枕科技,2.0 Elite在過渡時會有比較“乾脆”的一下前傾感,在前掌推蹬、上坡跑時尤為明顯)

腳感上,蹠枕科技的加入並沒有那麼強烈的不適感,起碼相比牛頓newton跑鞋當年的pop模塊要溫和太多了——站立狀態下,中底並不會感覺前掌凸出一塊,只有腳掌向前過渡、尤其是前掌跑法及在上坡跑時,存在感才最為明顯。

更主觀點認為,在前掌高剛性的鏟型碳板下,蹠枕科技的存在,也會加強推蹬效率。

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(正常站立情況下,整雙鞋的中後足依然是一個完全貼合地面的平面。蹠枕科技並不會讓人有“路面不平”的感覺)

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對於後跟或中足落地跑者而言,蹠枕科技作為支點,類似於杠杆的支點,在跑動過程中起到快速過渡的撬動作用,從而為一次完整的跑動過程提供支撐及助推力,實現更好的蹬伸效能;

對於前掌落地跑者而言,可以減少落地後足跟下壓的幅度,更快進入蹬伸狀態。同時蹠枕的存在也能儲蓄更多落地衝擊能量並在蹬地時釋放。

當然這種為了追求極致跑步效率(推蹬衝量)的設計,對跑者的腳踝、小腿肌腱力量的要求也更高。

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關於李寧飛電2.0 Elite/李寧絕影在實際奔跑中的感受、䨻中底的性能分析、當下碳板跑鞋的不同研發思路…等,未來有機會再撰寫分析。

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