优化足球传球技巧：飞行时间和可控制落球高度的二维模拟研究

《Journal of Biomechanics》：Optimising soccer passing mechanics: a two-dimensional simulation of flight time and playable arrival height

　　

Jeppe Bjerregaard Carstensen | Emil Morsb?l Marqversen | Thomas Bull Andersen

摘要

本研究采用基于力学的二维仿真方法，探讨了踢球时球的偏移量和脚部运动轨迹角度对足球在30米和45米距离内传中效果的影响。研究独立评估了两个目标：最小化球的飞行时间和优化球到达目标位置的适宜高度。飞行时间的优化结果表明，靠近球心的击球位置（偏移量约为-0.016至-0.017米）以及较平的脚部运动轨迹角度更为理想，对应的球发射速度为27.2–30.9米/秒，最小飞行时间分别为1.27秒（U15组）、1.18秒（U17组）和1.11秒（U19组）（30米距离）；而在45米距离时，这些数值分别为2.13秒、1.94秒和1.81秒。为了实现适宜的球到达高度，需要更大的击球偏移量和更陡的脚部运动轨迹角度，这会导致球产生更大的后旋（290–370转/分钟，而最低情况下仅为83–110转/分钟），同时球的运动轨迹也会变得更平缓。在30米距离时，所有参考条件下的球发射速度均满足预设的接球高度要求；而在45米距离时，最低发射速度条件下的接球成功率仅为19%，最高发射速度条件下的成功率则提升至66%，超过了飞行时间优化情况下的22%–36%。这些发现表明，球的发射速度与后旋之间存在因任务需求而异的权衡关系，并说明传中效果对球与脚部相互作用的小变化非常敏感。在实际教学中，可以根据任务优先级调整教学策略：快速传递球需要靠近球心的击球位置和平缓的脚部动作；而为了确保接球者能够顺利接球，则需要较大的击球偏移量和更大的后旋。不过，这些结论仍需在当前二维模型的局限性范围内进行解读。