[No.4 撑竿跳高] 什么是撑竿跳高?世界纪录与撑竿材质的历史

源于使用木棍比拼跳跃的竞技

撑竿跳高的英文是“pole vault”。它虽然是田径赛事中的项目之一,但由于需要使用撑杆这一工具,因此与常规的跳高等跳跃(Jump)区别开来,撑竿跳高的跳跃被称作“Vault”,选手被称作“Vaulter”。
撑竿跳高源于使用木棍比赛跳过河流和栅栏的竞技。最初使用的是山胡桃树、冷杉等木材制造的棍子,纪录最多只有2~3米左右,不足身高的两倍。随后,柔软的竹竿取代了木棍。成为奥运会项目后,纪录增加到了4米左右。
很长一段时间以来,世界纪录都是谢尔盖·布勃卡选手在1994年创造的6米14。2014年,雷诺·拉维莱涅选手以6米16的成绩超越了老纪录2厘米。2020年,阿芒德·杜普兰蒂斯选手进一步超越了2厘米,跳出了6米18的成绩。这个高度几乎已经可以看到两层民宅的屋顶了。自从采用玻璃纤维和碳纤维制造撑杆后,撑竿跳高的纪录有了惊人的发展。不过超越6米的纪录实属罕见。只有当优秀的身体能力将撑杆材料的力量发挥到极致,才能跳出超越6米的惊人成绩。 

1960年代玻璃纤维杆的出现完全改变了撑竿跳高

20世纪上半叶,撑竿跳高是日本的擅长项目。在1936年柏林奥运会的撑竿跳高比赛中,西田修平和大江季雄经过一番激烈的角逐,最终获得了亚军和季军。二人回国后,为了赞扬彼此的优秀表现,将银牌和铜牌切成两半后合二为一作为纪念,留下了一段佳话。当时,他们使用的是竹竿。随后,撑杆虽然换成了金属材质,但纪录仍旧停留在4米左右。
很长一段时间以来,世界纪录都是谢尔盖·布勃卡选手在1994年创造的6米15。2014年,雷诺·拉维莱涅选手以6米16的成绩超越了老纪录2厘米。这个高度几乎已经可以看到两层民宅的屋顶了。自从采用玻璃纤维和碳纤维制造撑杆后,撑竿跳高的纪录有了惊人的发展。不过超越6米的纪录实属罕见。只有当优秀的身体能力将撑杆材料的力量发挥到极致,才能跳出超越6米的惊人成绩。 

1960年代初期,玻璃纤维杆的出现彻底改变了撑竿跳高。玻璃纤维即“glass fiber”,使用它合成的材料被称作GFRP(玻璃纤维增强塑料),是通过将玻璃纤维分散在热固性塑料等材质里,对其进行成型和固化而制成的。
竹子虽然柔软,但是弯曲后难免会出现折断。而GFRP制玻璃纤维杆即使弯曲360度,也不会折断。而且这种材质在生产时还可以微调柔软度,非常适合撑竿跳高,因此获得了采用。
随着玻璃纤维杆的出现,此前一直被称作跳高极限的16英尺(4米87)在1962年被打破,1963年跳高成绩更是达到了5米。此后,纪录不断被刷新,1985年,谢尔盖·布勃卡选手更是跳出了超过6米的成绩。除了撑竿跳高外,想必再也没有哪项田径赛事的纪录会因为设备材料而产生如此大的影响。

撑竿跳高的跳跃融合了体操元素

撑竿跳高需要将助跑产生的动能传递到撑杆的弯曲部分后起跳,同时利用撑杆伸直所产生的斥力使身体上升,并转为倒立姿势。此时被双臂握住的撑杆会变成类似字母“L”的形状,因此被称作“L姿势”。在“L姿势”的状态下伸展手臂、扭转身体,等撑杆伸直的瞬间松开撑杆,越过横杆。这就是撑竿跳高的一系列动作。
通过慢动作视频可以看出撑竿跳高除了讲究助跑加速和起跳力道外,还具备体操元素,需要考验手臂力量和身体动作等技巧。所以撑竿跳高的训练不仅有短跑、起跳等内容,还包含了单杠、吊环、蹦床等项目。

丰富多彩的多材质共烧LTCC产品

由碳纤维制成的CFRP(碳纤维增强塑料)也被用于撑竿跳高的撑杆。这种材质比金属更轻、更有弹性,还具有优秀的耐热性,常被用于航空航天设备。
类似于GFRP、CFRP等由多种素材结合在一起的材料被称为复合材料。积层陶瓷电容器和积层电感器等积层贴片元件也是通过将介电陶瓷、铁氧体与金属导体相结合来制造的,而用于制造高频产品和模块的LTCC(积层低温共烧基板)工艺则需要更先进的技术。这种积层工艺可以将电容器、电感器和滤波器等多种元件集成到由玻璃陶瓷制成的高密度多层基板,在缩小尺寸的同时增强功能。

TDK的LTCC工艺最先确立并推出了堆叠不同特性的片材并同时烧结的技术,即多材质共烧技术。例如用于通信设备的高频产品和模块等板材的介电常数不同,堆叠后会出现各种各样的问题。又比如介电片的热膨胀系数不同,就会因为烧结而发生翘曲等问题。而TDK通过加入少量添加剂来统一介电片的热膨胀系数等技术解决了这些问题。

预计未来电子元件的模块化将继续发展,追求多功能化、高功能化、小型化的可穿戴设备和物联网设备也是如此。而TDK的LTCC产品是积年累月的材料技术、精细积层技术和高频电路设计技术的结晶。我们还开发出了采用LTCC工艺的AiP(封装天线)复合器件,用于超高速、大容量的5G通信基站。

《用于5G通信基站的“LTCC AiP器件”》

TDK的“LTCC AiP器件”是将多个(4×4)天线元件和BPF等电路集成到LTCC多层基板的AiP(封装天线)复合器件。
通过采用低介电常数的LTCC材料,在毫米波段实现了出色的低损耗特性。这种器件具备出色的耐环境性、散热性和设计/评估灵活性,非常适合5G通信基站的高增益且指向性良好的阵列天线。
LTCC AiP器件(芯片天线)
撑杆跳高赛事简介(英文网站)

TDK是一家以磁性技术引领世界的综合电子元件制造商

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