Từ khi kế hoạch phá vỡ sub 2 của marathon xuất hiện, nhiều thương hiệu giày thể thao đã có những cuộc đua cách mạng trong thiết kế và công nghệ cho giày chạy, chẳng hạn như những cải tiến về mặt trọng lượng, chất liệu đế giữa, độ dày và những công nghệ chèn tấm carbon, v.v nhằm mục đích nâng cao chức năng và cải thiện hiệu suất chạy của người sử dụng. Trong đó, cấu trúc đế giữa có nhiều biến đổi nhất vì được cho là vị trí quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất chạy của giày, chính những thay đổi này cũng đã khiến cho Hiệp hội điền kinh quốc tế thay đổi quy định thi đấu của họ, với quy định độ dày của đế giữa giày chạy không được vượt quá 40mm.

Nhưng yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chạy đường dài có thực sự nằm ở lớp đế giữa dày côm này không? Giáo sư Benno Nigg của trường đại học University of Calgary (Canada) đã đưa ra nhận định khác biệt của ông về mặt này, căn cứ vào những số liệu nghiên cứu trực tiếp và gián tiếp trước kia của ông, cấu trúc không giống nhau của giày chạy sẽ có những tác động khác nhau lên hiệu suất chạy đường dài của chúng.

  Những cấu trúc nào của giày mang lại lợi ích nhiều nhất cho runner

Giáo sư Nigg đã phân ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau của giày chạy ra làm 7 loại, bốn yếu tố đầu tiên như sau:

1. Ảnh hưởng của trọng lượng giày.
2. Ảnh hưởng của chất liệu đế giữa.
3. Ảnh hưởng phản lực của độ dày phần gót giày.
4. Ảnh hưởng của hiệu ứng ván bật từ độ dày phần gót giày.

Ba yếu tố sau đây liên quan đến tấm cứng chèn vào đế làm tăng độ cứng uốn của giày:

5.  Ảnh hưởng của độ cứng uốn lên giày chạy có đế bẹt.

6.  Ảnh hưởng của độ cứng uốn lên giày chạy có đế dạng ván bật.

7.  Ảnh hưởng của độ cứng uốn lên cơ chế động học của cơ bắp.

Vị học giả này cho rằng độ cứng uốn kết hợp với thiết kế ván nẩy gợn sóng của đế giày có ảnh hưởng rõ rệt nhất, ông ước tính hiệu suất ảnh hưởng khoảng 2-6%, tiếp theo là độ cứng uốn lên cơ chế động học của cơ bắp và đế giày bẹt với tỉ lệ 1-3% và 0-3%. Những ảnh hưởng ở thiết kế dày cui ở phần gót kết hợp với ván bật chiếm 0-2%, trọng lượng giày và chất liệu đế giữa chỉ chiếm 0-1%, và cuối cùng là ảnh hưởng của cấu trúc đôn độ dày lớp đế tạo phản lực chỉ chiếm 0-0.5%. Kết quả này cho thấy tấm cứng kết hợp với thiết kế ván bật là yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chạy đường dài nhiều nhất. Dưới đây là những phân tích chi tiết từ 7 yếu tố trên:

Bảng tổng kết cấu trúc giày ảnh hưởng đến hiệu suất chạy của giáo sư Benno Nigg

(Nguồn ảnh: Footwear Science, 12(3), 133-138)

  Tấm cứng uốn cong và hiệu ứng ván bật là yếu tố then chốt của hiệu suất chạy

Nigg cho rằng hiệu ứng bập bênh do tấm cứng uốn cong tạo ra (teeter-totter effect) là yếu tố thúc đẩy hiệu suất chạy bộ vô cùng hiệu quả của thiết kế này. Như hình bên dưới cho thấy, phần giữa của đế giữa có dạng cong như đường gợn sóng của một chiếc muỗng, đường cong này được xem như một tấm cứng, đường cong này có điểm nâng đỡ đặt ngay phần gót giày, và hình thành hiệu ứng nẩy bật của bập bênh, phần mũi giày chếch lên trên tạo nên đặc tính chuyển động lăn.

Hiệu ứng bập bênh được hình thành nhờ vào tấm cứng uốn cong, ước tính cải thiện hiệu suất chạy từ 2-6% (Nguồn ảnh: Footwear Science, 12(3), 133-138)

Giáo sư cho rằng để đạt được hiệu ứng này, nhất thiết phải có 3 yếu tố sau:

• Độ cứng của tấm cứng uốn cong phải có lực chống đỡ đủ để tạo phản lực đẩy về trước.
• Điểm cong của tấm cứng không được chếch về phía trước nhiều quá (mũi tên màu xanh) làm cho mũi giày đóng vai trò nâng đỡ.
• Góc độ cong của mũi giày cũng đóng vai trò quan trọng, để có được một thiết kế hoàn hảo thì độ dày của lớp đế ở phần gót giày cần phải được đôn lên.

Từ những đặc điểm trên cho thấy, yếu tố then chốt ảnh hưởng hiệu suất chạy của lớp đế Vaporfly của Nike Breaking 2 không chỉ được gói gọn trong phần đế giữa dày cui, mà chìa khóa vàng này nằm ở hiệu ứng bập bênh của sự kết hợp hoàn hảo giữa đường cong đế giữa và tấm carbon.

  Ảnh hưởng của độ cứng uốn

Tấm carbon được chèn thêm vào giày chạy đến từ ý tưởng của các đôi giày đinh dành cho chạy nước rút với thiết kế chủ yếu trên nền đế bẹt (flat). Những nghiên cứu trước đây phát hiện rằng các tấm carbon có thể tạo nên độ cứng uốn, giúp cải thiện tốc độ chạy lên 1.3%. Xét ở góc độ chạy đường dài, Nigg cho rằng ảnh hưởng của những tấm carbon dạng phẳng lên hiệu suất chạy chỉ khoảng 0-3%. Tuy nhiên, điều đáng lưu ý ở đây là thiết kế như vậy sẽ giảm thiểu sự uốn cong của xương đốt ngón chân, đồng thời gia tăng lực moment xoán của mắc cá chân (làm tăng gánh nặng của bắp chân), do đó, bắp chân phải đủ cường tráng thì mới có thể phát huy hiệu quả của thiết kế này. Nói tóm lại, độ cứng uốn tốt nhất của mỗi người đều không như nhau.

Độ cứng uốn gia tăng sẽ làm giảm độ uốn cong của xương đốt ngón chân, giúp gia tăng phản lực đồng thời cải thiện lực xoắn của mắt cá chân (gia tăng gánh nặng cho bắp chân). Nguồn ảnh: 《跑鞋彈性的革新與改變，仿赤足鞋與競速鞋的碰撞》)

  Ảnh hưởng của trọng lượng giày

Những nghiên cứu trước đây cho thấy mỗi lần gia tăng trọng lượng giày lên 100g thì sẽ gia tăng lượng oxy tiêu thụ lên 1%. Và những mẫu giày marathon với trọng lượng khác nhau trên thực tế sự chênh lệch của chúng chỉ nằm trong khoảng 50g mà thôi. Do đó, ảnh hưởng của trọng lượng giày lên hiệu suất chạy thường thấp hơn 1%.

  Ảnh hưởng của chất liệu đế giữa

Chất liệu chống xóc phản lực thường là trọng điểm mà các thương hiệu giày quan tâm nhiều nhất, vì vậy không hề tồn tại một chất liệu đế giữa nào mà không sở hữu độ chống xóc và phản lực. Một khi chất liệu đế giữa này hấp thụ lực và bị nén xuống, chúng có thế tích trữ năng lượng đồng thời thông qua việc căng phồng trở lại hình dạng ban đầu để tạo lực đàn hồi.

Nigg chỉ ra rằng thời điểm phản lực của chất liệu đế giữa diễn ra quá sớm, bởi chúng chỉ diễn ra và kéo dài khoảng 10% độ dài của quá trình tiếp đất, lúc này chuyển động của chân vẫn còn đang dừng lại ở giai đoạn hãm phanh, chứ chưa tiến vào giai đoạn bật nẩy. Cũng có thể nói rằng khi gót chân tiếp đất chưa được bao lâu thì đế giữa đã đi vào giai đoạn phản lực, chính vì vậy ảnh hưởng đến tính kinh tế của chạy bộ. Do đó, giáo sư cho rằng ảnh hưởng của chất liệu đế giữa lên hiệu suất chạy chưa đến 1%.

  Ảnh hưởng của độ dày phần gót giày

Theo Nigg, việc đôn độ dày của gót giày lên ngặc nhiên có thể kéo dài đường cong biểu thị năng lượng và thời gian của giai đoạn tiếp đất, do đó kéo dài thời gian phản lực, điều này khá phù hợp với nhu cầu của sự chuyển động, nhưng tác động này vẫn còn gặp phải rất nhiều giới hạn. Vì vậy, nếu chỉ đơn thuần đôn đế giữa giày lên mà vẫn không cải thiện tốc độ phản lực của chúng thì việc đôn đế giày lên chỉ cải thiện hiệu suất chạy khoảng 0.5% mà thôi, nhưng thiết kế này có thể đem lại chức năng chống xóc để bảo vệ chi dưới của người tiêu dùng.

  Kết luận

Từ khi những mẫu giày có lớp đế khá dày ra mắt thị trường cho đến nay, rất nhiều mẫu thiết kế cách mạng không ngừng phát triển, tuy nhiên làm cách này để tạo nên một thiết kế vượt trội trong giới hạn không gian 40mm là một điều không dễ tí nào. Bài viết này chia sẻ với các bạn những chính kiến của giáo sư Benno Nigg về ảnh hưởng của cấu trúc giày lên hiệu suất chạy bộ, hi vọng có thể giúp các bạn có thêm những hiểu biết sâu hơn về cấu trúc của giày chạy. Sau khi đọc xong bài viết này, mong rằng các bạn có thể tìm mua cho mình một đôi giày thích hợp nhất nhé!

  Tài liệu tham khảo:

• Nigg, B. M., Cigoja, S., & Nigg, S. R. (2020). Effects of running shoe construction on performance in long distance running. Footwear Science, 12(3), 133-138. DOI:10.1080/19424280.2020.1778799

Nguồn bài viết: Running Biji