Nu het Major League Baseball-seizoen van start gaat, is een brandende vraag voor veel fans van de op twee na populairste sport in de Verenigde Staten hoeveel homeruns ze dit seizoen zullen zien.

Een nieuwe laboratoriummethode maakt gebruik van een uiterst nauwkeurig balafleverapparaat en een snelheidsmeetsysteem om betere aanwijzingen te geven over hoe hoog en ver sommige van die honkballen precies zullen vliegen.

Rapportage in het tijdschrift, Applied Sciences , beschrijven onderzoekers van de Washington State University en de Technische Universiteit Delft de nieuwe techniek, waarbij de honkballen door een reeks sensoren worden afgevuurd en de verandering in snelheid wordt gemeten terwijl ze langs een traject reizen. Het werk zorgt voor meer precisie dan traditionele windtunnelmetingen, omdat de bal niet op een hoog platform hoeft te zitten, wat een kleine maar belangrijke onnauwkeurigheid oplevert.

"Mijn laboratorium voert de meest nauwkeurige test ter wereld van dit eigendom uit", zegt Lloyd Smith, professor aan de School of Mechanical and Materials Engineering en hoofdauteur van het papier. "Niet veel mensen geven om tillen en slepen naar het niveau dat wij doen, maar mensen geven er wel om in honkbalspellen."

Hoewel honkbal een populaire sport is, zijn de aerodynamische eigenschappen van honkballen niet volledig begrepen. Het blijkt dat zeer kleine veranderingen in de luchtweerstand er veel toe kunnen doen in het spel, zei Smith.

Om een ​​uniforme en consistente speelervaring te garanderen, gebruikt Major League Baseball slechts één fabrikant, Rawlings Sporting Goods, die strikte protocollen volgt bij het maken van de ballen. De bal heeft een kurkrubberen pil gewikkeld in drie lagen van een soortelijk gewicht wol en bedekt met leer. De constructie van de pil, wol en leer is zorgvuldig gedefinieerd, gemeten en gecontroleerd - zelfs de kleur van het rubber moet consistent zijn. Meer dan 200 mensen werken voor het bedrijf om de naden voor de honkballen zorgvuldig te naaien.

"Ik had nooit in mijn stoutste dromen gedacht dat ik onderscheid zou maken tussen buikleer en rugleer op een bal, maar dat ben ik wel, en het blijkt dat de twee soorten leer anders zijn op een bal, en je zult minder buikleer vinden leer dan je een paar jaar geleden zou hebben," zei Smith.

Alles wordt gemeten om uniform te zijn, inclusief het gewicht, de grootte, de hardheid en de elasticiteit van de bal, en om eerlijk spel te behouden, vereisen de Major League Baseball-regels zelfs dat de bal slechts één keer mag worden gebruikt voordat deze wordt weggegooid.

Ondanks die uniformiteit begonnen slagmensen, vanaf 2015 en met vrijwel hetzelfde honkbal, veel meer homeruns te maken.

"De veronderstelling was dat als je de bal op dezelfde manier zou maken, die eigenschappen er altijd op dezelfde manier uit zouden komen", zei Smith. "We ontdekten dat er iets veranderd was."

Toen de Major League Baseball-organisatie een panel opdracht gaf om de ongekende en dramatische verandering te bestuderen, ontdekten onderzoekers dat een kleine afname van de aerodynamische weerstand van de bal van slechts 3% verantwoordelijk was voor de dramatische verandering in homeruns. Ze ontdekten dat een kleine verandering in de hoogte van de naden in de bal op zijn minst een deel van de verandering kan hebben veroorzaakt.

Maar tijdens die onderzoeken stelden de onderzoekers vast dat meettechnieken in windtunnels niet adequaat de kleine veranderingen in weerstand konden vastleggen die een enorm verschil zouden kunnen maken bij homeruns. Windtunnels worden gebruikt om de luchtweerstand in alles te meten, van vliegtuigvleugels tot auto's en fietsen, maar ze zijn niet ideaal voor honkballen.

"Je moet de bal op de een of andere manier vasthouden," zei Smith, "en dat betekent dat er altijd wat onvolkomenheden zullen zijn als je een windtunnel gebruikt om de luchtweerstand te meten."

Met hun lasergestuurde snelheidsmeetsysteem konden de onderzoekers de snelheidsverandering nauwkeurig meten en vervolgens de versnelling, de krachten op de bal en de lift en weerstand bepalen.

"We moesten teruggaan en kijken wat we kunnen doen om dit nog nauwkeuriger te maken, en dat hebben we gedaan", zei Smith. "Het was niet eenvoudig om te doen, en we besteden elke dag veel tijd aan het kalibreren om er zeker van te zijn dat onze sensoren ons vertellen wat we denken dat ze zijn, maar we geloven nu dat de luchtweerstandsmetingen die we doen gaan om alarm te kunnen slaan als er iets verandert."

Of als de spelers ballen uit het park gaan slaan.

De technieken kunnen worden gebruikt voor andere toepassingen in een aantal sporten, van cricket tot voetbal, zei Smith. Aerodynamica is immers belangrijk om games te winnen.

"Zeer kleine verschillen kunnen een groot verschil maken", zei hij. + Verder verkennen

De 'Laminar Express':ingenieurs ontleden de fastball met twee naden