馬拉松頂級碳板競速鞋上,碳板如何設計又各自發揮怎樣的作用?

2022年07月14日20:06:27 體育 1770


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這些鞋款部定位為頂級碳板競速鞋,目標全是為了幫助職業精英選手創造更快的成績甚至突破紀錄,對普通跑者而言興許也有一定成績提升,但大多顯然還是「殺雞用牛刀」了——作為馬拉松頂級碳板競速鞋上,碳板如何設計又各自發揮怎樣的作用? - 天天要聞


阿迪達斯/亞瑟士/耐克/索康尼的頂級碳板跑鞋之路

主觀的說一下截止當下(2022年6月),這四個品牌近些年在碳板競速跑鞋上的產品:


adidas阿迪達斯:adizero pro → adizero adios pro/prime X

adidas此前小打小鬧推出過一些碳板鞋,2020年交出頂級碳板競速鞋adizero adios pro,今年5月出了第三代。

現在我們看到的adizero adios pro都是中前掌五根EnergyRods碳柱+後跟一片碳板,彷彿比其它幾家更特立獨行些。實際上adidas更早推出過一雙adizero pro,全長碳板看起來與如今常見的碳板很相似。不過adizero pro的完成度並不高,腳感性能只能勉強說差強人意。而後我們才看到碳柱+碳板這樣的組合形式。

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乍一看adios pro這三代中底碳板(或者說碳柱)沒什麼變化,實際上依然有一些微調,尤其與中底結構的搭配上,比如前掌的上傾角度,比如中底的鏤空(不光減輕重量,也會改變中底回彈的剛性)。

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相比一代,adios pro 2的碳柱有三根外露。


adidas其實還有一雙prime X,除了碳柱+碳板外,前掌下層額外還有三根支撐條。不過這雙prime X中底厚度50mm,超過國際田聯規定的路跑競速鞋≤40mm的要求,因而只能作為非精英選手的比賽用(成績不被認可)。

另外有意思的是,整整20年前,adidas倒是推出過一雙全長碳板的跑鞋,adidas equipment gazelle Pro-Plate,當時與卡爾加里大學合作,基於仿生學(奔跑中的獵豹),把碳板放鞋墊下方、中底上方,以減少跑動中跖骨的彎曲——與adizero pro倒是很接近。

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20年前adidas的全長碳板跑鞋,adidas equipment gazelle Pro-Plate

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gazelle Pro-Plate和adizero pro,都使用了更「接近」當下常見碳板的概念,但最終adidas選擇了另一種設計思路

當然那會無論中底材質或者理念都不足以支撐這樣的設計發揮到最大效應,這些年adidas似乎又更追求增強緩衝回程、放棄了這個設計。


asics亞瑟士:metaracer → metaspeed sky/edge

亞瑟士第一雙碳板競速跑鞋metaracer 2020年4月推出。主觀猜測,其實同時期亞瑟士已經在研發如今的碳板設計,以及調校這兩年的ff blast中底材質(用在頂級競速鞋上的是ff blast turbo),因有當時誰都不知道還能不能正常舉行的東京奧運會在,亞瑟士最終先交出這雙只在中前掌部位、半掌長度的metaracer,也依然搭配傳統的flytefoam材料(基於eva發泡)。

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亞瑟士小試牛刀的半掌碳板競速鞋metaracer,後面是經典的薄底馬拉松跑鞋虎走


metaracer中底厚度與傳統跑鞋相近,不算厚底跑鞋,腳感上會更接近傳統競速鞋,碳板發揮的主要作用也並非推進,而是強化前掌的滾動過渡(亞瑟士命名為guidesole動能弧設計)。所以現在看,metaracer更偏向訓練鞋款,如今與metaspeed系列搭配,metaracer也更定位於訓練/競賽/鐵三使用。

去年推出的metaspeed系列,才算亞瑟士真正意義上的第一款厚度+碳板+競速跑鞋,也更加強調碳板加持後的推進感和跑動效率。亞瑟士按步頻型和步幅型跑者,分別出了metaspeed sky和metaspeed edge——你也不用過分糾結於步頻和步幅型的差別。

說的直白點,其實就是頂級精英選手和pro級選手的定位。metaspeed sky會更激進的去發揮碳板的作用,駕馭門檻也極高,edge就親民得多。

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metaspeed sky,個人非常喜歡、但駕馭難度也很高的一雙鞋

這個月剛發佈的二代,metaspeed sky+和metaspeed edge+依然延續了步頻/步幅型的設定,兩雙鞋都重新調整了中底碳板位置,算是徹底把亞瑟士這一套碳板理念完整的表現出來。

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nike耐克:vaporfly elite / vaporfly 4% → vaporfly next% → alphafly next%

nike並非最早在跑鞋上應用碳板,卻算得上近年最早完成頂級碳板競速跑鞋研發的品牌,最重要的時間節點就是2017年基普喬格等人的「破二挑戰」。

接下來,vaporfly elite / vaporfly 4%開始橫掃幾乎所有路跑/馬拉松比賽,也創造了無數的好成績,vaporfly next%則把鏟型碳板的這套理念發揮到極致。第二代vaporfly next%也完全沒調整中底/外底的設計,只是微調了鞋面。


應該承認在推出vaporfly系列後,nike就是頂級碳板競速跑鞋領域的領跑者,一度幾乎所有馬拉松第一集團、哪怕是簽約競品的選手,都選擇穿nike。加上確實推出的更早,所以其它品牌就成為追趕者的角色。

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vaporfly系列大獲成功後,nike又在alphafly next%上嘗試了更為扁平、剛性更強的flyplate碳板,選擇在產品線上讓兩種細微差異的碳板設計理念共存。

不過vaporfly next%一代和二代的「過分」成功,外加後面alphafly next%更高的駕馭門檻,卻導致挺有趣的現象——碳板設計更為極致偏激的alphafly next%,不管人氣還是銷量,反而不如vaporfly next%。

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nike應該也意識到這點,最近剛上市的alphafly next% 2,總體改進又開始溫和一些,比如更好的穩定性、更接近傳統跑鞋的落差(從4mm增加到8mm)、zoomx泡棉與前掌zoom pods模塊的微調。

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saucony索康尼:endorphin系列

索康尼在2020年推出endorphin(內啡肽)系列,pro、speed和shift三雙鞋:

endorphin shift用於速度訓練,也可作為路跑競速使用,endorphin speed(啡速)和endorphin pro(啡鵬)都定位競速,speed(啡速)用了tpu板,pro(啡鵬)用了碳纖維板。speed(啡速)偏速度訓練/競速,pro(啡鵬)是頂級競速鞋,也是當下索康尼最快的一雙鞋。

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當然目前endorphin pro(啡鵬)已經推出第三代,此後還會有雙endorphin elite,更為極致頂級競速(前掌三條鏟叉,非常有意思)。

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endorphin pro 3,整個中底結構做了調整,碳板也外置呈現了。

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未來索康尼定位最頂級的競速跑鞋,除了中底升級為pebax板材發泡的power run HG,內置碳板是這種鏟叉狀的形態


接下來詳細說下碳板在各自頂級競速鞋上的具體應用。


具體鞋款中,碳板各自發揮出怎樣的作用?

目前市面上的頂級碳板競速鞋,設計理論和最終實踐到產品上的呈現其實有諸多相似點,不過每個品牌的碳板設計依然差別很大。各家品牌也都有各自的概念包裝,再做出一個官方的解讀。

通常籃球鞋上多數碳板為編織碳(布)板,而競速跑鞋上最常見的碳板則有異構碳板、非異構碳板等的區別——留意每個品牌對碳板的介紹,很多可以發現碳纖維(carbon fiber)的字樣。因為不少頂級的競速跑鞋碳板,都是將不同型號的碳纖維,去浸潤樹脂(通常為環氧樹脂)再模壓固化,最終製作成的薄薄一片碳板,面對不同方向的受力時,表現出反差很大的力學回饋。

那對比籃球鞋/戶外鞋上的編織碳板,競速跑鞋的碳纖維板往往沒有那種顆粒凹凸感,更平整,細看也許能看到表面的絲狀紋路,厚度也要薄一些。

——如果你把這種碳板烘烤/燃燒,表面固定的樹脂融化後,就能看到其中粗細不一的碳纖維散開來。

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具體到中底的前掌、中部、後跟部位,碳板剛性/韌性興許都會有區別。研發過程中,運動品牌通常會進行成千上萬次的測試,去調整碳板(不同部位)的剛性和位置,以跑動效率為測試指標,最終決定用到產品上的形態。這也是頂級跑鞋上碳板核心技術的體現。

所以千萬不要覺得,碳板只是「在跑鞋中底里夾進一層硬板」而已。

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對比上下圖,模擬普通的跑步啟動,跖趾關節會有一個完全,而碳板則會盡量避免這個動作的出現。

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adidas adizero adios pro 2:前掌五根EnergyRods碳柱+後跟一片碳板

初期adizero pro的全長碳板被摒棄後,adidas在adios pro上都使用了中前掌EnergyRods碳柱+後跟一片碳板的組合。

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碳柱增強滾動過渡,碳板增強後跟穩定回彈,分工協作。


五根EnergyRods碳柱長度從中足跖骨到腳尖的趾骨(數量也正好對應腳底的五根跖骨),設計原理應該是實現精準支撐+推動——adidas的觀點是,這種獨立碳柱能讓跑動步態更加自然、整塊碳板靈活性太差。

EnergyRods碳柱的位置也比較靠近地面,可以理解為,它其實很大的作用發揮在了腳底離地蹬伸瞬間的滾動過渡。

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然後EnergyRods碳柱也一直在調整,從這雙adios pro 2.0開始中底有鏤空,三根碳柱可以直接看到。adidas也研究了不同的剛性和數量的EnergyRods碳柱,用在其它徑賽、更短距離的路跑競速鞋上。

後跟的碳板就更貼近足底。很明顯,這樣的碳板位置,後跟會有更直觀的受力壓縮(回彈形變),需要碳板發揮出更好的穩定性支撐。

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這張是adios pro初代碳柱/碳板設計,adios pro 2原理一致,有細微調整。adios pro 3又變成了EnergyRods 2.0。


最新的adios pro 3還沒買到(5月的發售沒搶到),adios pro 3用了EnergyRods 2.0,後跟與乍一看與特步160X的有點像。整個形態也更加接近一整片板材了。以後買了有機會再細說下它。

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adios pro 3的整個形態相比前兩代又做了較大的改動,碳柱更加一體化,後跟也變成與碳柱相連的鏤空環狀。


主觀上覺得,adidas的這套推進系統依然有較大的提升空間,中底Lightstrike Pro的性能也同樣值得去好好再調校一下——雖然adios pro系列已經創造了不少紀錄,但成績說白了還是運動員跑出來的,近年精英選手的能力都在突飛猛進,不見得一定就歸功於裝備的魔力。相比當年神鞋adios(薄底競速跑鞋)的口碑,adios pro還遠未到當年的巔峰。


asics metaspeed sky+:位置更上移且更平整的鏟型碳板

在初代metaspeed sky上亞瑟士用了剛性非常強的一塊碳板,外加中底ff blast turbo泡棉被調校的相對偏硬(在所有peba尼龍發泡里算支撐性相對較高的),這導致metaspeed sky成為一雙極其追求跑動效率、對小腿肌腱力量要求極高的一雙鞋,也就是很高的駕馭門檻。

第二代metaspeed sky+在碳板上的調整主要為,碳板位置上移,並進一步減少了彎曲弧度。

sky+本身中底厚度就增加不少,碳板上移後會更接近腳底位置,這樣為中底提供了更大的受力壓縮空間(回彈行程增加),碳板也會比初代肩負起更多穩定性的作用。不光後跟,前掌位置,sky+的碳板也要比sky的更遠離地面;

而彎曲弧度的變化,可以理解為碳板更平,跑動中更像一個費力撬棍一樣。當然前掌更加上翹的角度會讓觸地-蹬伸過程中的過渡更加自然,產生向前滾動的效果。

後面的GIF也能看出來,metaspeed sky+與endorphin pro 2前掌滾動感都是這幾雙中更突出的。

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我個人非常欣賞metaspeed sky和這雙最新的sky+,覺得它的完成度很高,是雙很純粹很強勁的T0級競速鞋。

不過它的駕馭門檻確實相當之高,想發揮它的功力,對配速和腿部/核心力量要求非常變態——因而對絕大多數人,還是多考慮光芒未有sky/sky+那麼耀眼的同門師弟edge+吧(本質上edge+也已經很接近初代sky的腳感了)。


nike air zoom vaporfly next%和alphafly next%:從鏟型碳板到更為極致的flyplate碳板

vaporfly next%和alphafly next%的碳板原理已經在https://zhuanlan.zhihu.com/p/306908299 中詳細介紹過了。

vaporfly next%以及更早的vaporfly elite / vaporfly 4%驗證了碳板對跑動效率的提升。鏟型碳板的剛性減少了跑動中的跖趾關節彎曲,在雙腳落地-抬起-推離地面時,整個跑鞋中底的前後曲折度很小,更多依賴跟腱和腿/腿部肌群的提拉發力。這種鏟型碳板配合幾乎是peba尼龍發泡中最為柔軟回彈的zoom x泡棉,提供了非常明顯的推進感。

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alphafly next%開始啟用的flyplate碳板則進一步追求最高的跑動效率、最大的步幅效果、最強的力量回饋,你也需要更強的能力才能去推動它發揮作用。

外加前掌下方zoom pods氣墊模塊,flyplate碳板的前掌也設計的非常平整,更加讓alphafly next%非常的考驗選手踝關節/小腿跟腱、小腿肌群力量。這也使得多數Pro級的馬拉松愛好者都認為alphafly next%比vaporfly next%更「難跑」。

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前面提過,alphafly next% 2設計稍微溫和了點。等日後入手了再細說改變。

關於nike碳板不多贅述,更多看我之前發在知乎上的內容即可。

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saucony endorphin pro 2:追求更大滾動感的鏟型碳板

索康尼用了18個月研發+25個迭代測試鞋款交出了初代endorphin pro,2代發佈後緊跟着還出了一雙endorphin pro+,這三雙鞋更大的調整在於鞋面,中底性能和腳感沒有區別。

當然endorphin pro 3和endorphin elite應該會有較大的改變,已知的信息,中底形態和碳板都不一樣了。

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主觀上的理解,區別於先行者比如nike在鏟型碳板工作原理上的實踐,索康尼對碳板的調校更多基於從選手的反饋和測試數據,這也使得在一眾碳板跑鞋裡,不管激進剛硬的風格還是相對偏柔和的風格,endorphin pro並沒有過於強烈的去要求跑者以某種姿態進行跑動的「命令感」,這倒是在定位頂級競速的碳板跑鞋裡,非常難得的。

這幾雙來里,endorphin pro 2的中底厚度最薄,也更接近傳統跑鞋(包括8mm的前後掌落差)。

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索康尼的鏟型碳板同樣具備支撐、推進、減少足部(尤其跖/趾骨曲折)無謂活動等的效果,不過更大的思路在於與自家中前掌的speedroll技術結合,去追求那種推進感。


表現出來的,即便沒有那麼厚的中底、即便前掌看起來不是那麼上揚,但模擬這種平整路面的滾動感,endorphin pro 2卻會有一個誇張的翹起。對比索康尼傳統競速跑鞋Type A9,endorphin pro 2有更長的全掌觸地時間,在中前掌推蹬、到腳趾離地這兩個時間,反而大大縮減。

所以它的碳板,中前掌的存在感還是非常明顯的,尤其是小腿蹬伸-中前掌過渡至腳趾-離地這個短暫瞬間,配合前掌的弧線,碳板會去加強這樣一個往前滾動的效果。

因此就「駕馭門檻」來說,endorphin pro的不適感和對跑者的要求都會低得多。

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這幾雙頂級競速鞋的碳板剛性/推進感對比

再牛X的碳板,都需要配合中底材料+中底結構+前掌形態,才能對跑動效率起到作用。好比足球鞋、騎行鞋的鞋底剛性同樣很足,也有使用了碳板構造的,但其設計原理與跑鞋上的差異很大。

比如這次提到的這幾雙鞋,中底大多都使用了peba(尼龍)超臨界發泡,但在緩震/回彈、耐久性上都表現差異極大。舉其中一個例子,中底調校的越柔軟(在受力後會產生更加劇烈的壓縮形變),碳板就越要兼顧穩定性的需要,但也要保證這種回彈行程能最大程度的吸收緩衝→釋放回彈,所以這直接決定了中底的厚度設計、碳板離地面/腳底的位置——光這一點,實驗測試就會進行非常多的次數。

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另外中底的分離式機構(比如alphafly next%和361的飛飈)也會完全改變行進中的受力。篇幅有限,這些以後有機會慢慢再介紹。

(拍攝時adios pro 2不在身邊,拉到最後直接看結論即可)

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碳板剛性

異構碳纖維板有一個很大特性,腳趾、中前掌、中足、後跟位置能做到不同的剛性,非異構碳板雖然沒有如此明顯的特徵,在前後-左右掰動時,依然能感覺出不同的韌性。此外碳板結構畢竟一般都是「夾心」在中底內,所呈現出的剛性與中底也會有關。

PS:不要過度過多去掰壓碳板,即便它的韌性很強,依然可能出現掰斷,或造成剛性的變化(這裡就不點名某品牌了……)


幾乎最大施力下壓狀態下,前後掌對比:

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碳板剛性方面:

  • alphafly next%和metaspeed sky+表現出很強的剛性,幾乎無法壓動;
  • 反而最初被視為剛性較高的vaporfly next%,對比下如今來看,似乎要軟一些;
  • endorphin pro 2的碳板形態與vaporfly next%比較接近,剛性要比vaporfly next%略強
  • adizero adios pro 2 的碳棍同樣接近或略高於vaporfly next%的剛性,但碳柱在被按壓時沒有前幾雙這樣的彈韌感。也有可能lr pro中底本身偏硬,未必像其它幾款peba系泡棉那麼彈。



前掌滾動感

本質上,中底厚度的增加為前掌創造了更多上翹空間,這些競速跑鞋也有更「圓潤」的前掌弧度,步行時尤其能明顯感覺出它們作用。

一方面,剛性極強的碳板讓跑動中腳步的動作越發簡單,省去很多不能幫助跑得更快、又浪費能量的動作(比如跖趾關節彎曲);另一方面,碳板勢必也會影響足部的自由/更依賴腿部肌腱去帶動發力,中前掌的滾動感就能很好去化解、或者說提升前進的效率。


主觀認為,

endorphin pro 2、adizero adios pro 2都很強調滾動感,實現更快的從中前掌過度到腳趾而後離地;而metaspeed sky+、vaporfly next%和alphafly next%的中前掌上翹更多則服務於跑動時的前傾,中底受力壓縮形變-前傾-實現向前上方的回彈。

區別metaspeed sky+,亞瑟士的另一雙edge+倒是會更接近前面一種的風格,而李寧那雙飛電elite 2.0前掌下的跖枕凸起,更像後者(這兩種區分不見得有那麼明顯)。

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前掌滾動感方面:

  • endorphin pro 2有非常順滑且不突兀的滾動感,相當於在接近傳統跑鞋的腳感上,增加了前掌向前滾動的效率;
  • adios pro 2相對激進的上翹角度,更貼近地面的碳柱,會讓前掌在受力(主要是體重的重力)時不會有那麼明顯的踩平形變、依然保持這種強烈的弧度,因而跑起來後它會較自然的去提升步頻;
  • vaporfly next%、metaspeed sky+和alphafly next%的前掌滾動,與其說滾動,更像是落地-蹬伸時出現一個前傾,去減少腳部動作,以高效、同樣是對下肢高要求的方式行進。



推進感

競速跑鞋中的碳板,又稱為「碳纖維推進板」,但實際上它依然需要藉助中底的壓縮回彈,才能實現所謂的推進——否則只「穿着」碳板(比如足球鞋/騎行鞋這樣幾乎無緩震的硬質碳纖維底鞋),顯然無法實現什麼推進。

當下回彈性能最好的,無疑是將基礎材料以超臨界物理髮泡的形式進行發泡然後塑形,基礎材料一般又分為顆粒狀和板材直接發泡,常見的有paba尼龍、eva或eva中混其它材料、tpu、etpu等等。

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推進感:

  • vaporfly next%、metaspeed sky+和alphafly next%的推進感建立在跑者自身的駕馭力上,最直觀的便是小腿/腳踝乃至整個核心的力量,配速上去後,整個感覺完全不同。但對跑姿要求很高,說白了,天賦型/頂尖選手的快馬利刃;
  • endorphin pro 2的推進感相對會更溫和一些,這種溫和指的是不同水準的配速依然能感覺到一定的提升;
  • adios pro 2的推進就比較迷,它雖然輕質且快速,但論直觀的推進感,adios pro 2就與前面這幾雙大相徑庭,並沒有那種被動提升的神奇感。

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文中關於碳板剛性按壓測試並不嚴謹,僅供參考。隨着使用里程的增加,碳板及中底材料的性能都會發生改變(尤其是peba尼龍發泡,耐久性和抗衰減性可能是其短板),回彈及韌性都可能降低。

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在一檔足球節目中,前國腳范志毅談到了自己對爭議中的英格蘭主教練索斯蓋特的一些看法。范志毅首先表示:「其實最簡單的一個道理,11個球員在球場上踢的時候,你告訴我教練有用嗎?教練其實是起到一個組織的作用。大家其實要理解英格蘭隊,因為期望越高失望
西班牙3:0格魯吉亞:鬥牛士實力碾壓,送大黑馬回家 - 天天要聞

西班牙3:0格魯吉亞:鬥牛士實力碾壓,送大黑馬回家

北京時間7月1日凌晨,2024年歐洲杯1/8決賽:西班牙VS格魯吉亞。2024年歐洲杯開賽之前,兵強馬壯的法國、英格蘭,C羅領銜的葡萄牙,以及東道主德國,均被視為奪冠大熱門,至於西班牙,將其視為奪冠熱門的人並不多,畢竟他們目前還不在巔峰期。
12秒74 吳艷妮創個人最好成績 - 天天要聞

12秒74 吳艷妮創個人最好成績

6月30日,在山東日照進行的2024全國田徑冠軍賽女子100米欄決賽中,吳艷妮以12秒74奪得冠軍,這也是本賽季女子100米欄亞洲最好成績。用優良的狀態,吳艷妮迎接巴黎奧運會。在預賽中,吳艷妮以13秒06排名第一位晉級決賽,林雨薇13秒26
山東泰山兩球完敗北京國安,10輪不敗遭終結,賈德松又受傷了 - 天天要聞

山東泰山兩球完敗北京國安,10輪不敗遭終結,賈德松又受傷了

北京時間6月30日,中超聯賽第17輪,山東泰山客場0-2不敵北京國安,此前的10輪不敗被終結。阿德本羅、法比奧開場5分鐘連進兩球,為國安奠定勝局。下半場于大寶明顯禁區內手球犯規,主裁判漏判點球。上半場開始僅4分鐘,國安利用邊線球打穿泰山隊防線,阿德本羅接法比奧做球,在禁區左側一腳抽射轟開王大雷的十指關。第5分鐘...