调整高尔夫球杆标志性的“击打”声需要花费数百万美元

2007 年，耐克推出了一款名为 Sumo 的发球杆。这款发球杆的方形杆头以及击球时发出的标志性声音使它一眼就能被识别出来。这种声音是一种响亮的“叮当声”，许多球员都觉得很烦人。“Sumo 在 2,000-3,000 赫兹左右的频率非常高，”宾夕法尼亚州立大学工程学院声学教授 Daniel A. Russell 说。“这正是人耳对声音最敏感的地方。”

从性能角度来看，方形一号木杆确实具有一些切实的优势。将重量转移到杆头的角落可以减少球未击中杆面最佳击球点时发生的扭曲。重心周围的旋转越少，击球就越直，即使挥杆不够理想。但是，回顾评论，很明显，声音（以及在较小程度上的外观）是许多球员的不二选择。

为了避免未来出现不和谐的声音，耐克于 2015 年找到了拉塞尔，希望利用他当时 16 年的研究经验，研究体育器材的声学，包括从棒球棒到网球拍等各种器材。该公司最终于 2016 年完全退出了高尔夫制造行业，但拉塞尔继续深入研究高尔夫球杆的声音世界。

其他大型高尔夫球杆制造商也吸取了方形发球杆风潮失败的教训。“2000 年代初期到中期，市场上有很多方形发球杆，”泰勒梅高尔夫公司高级研究工程师布兰登·伍利 (Brandon Woolley) 表示。“它们的声音非常响亮、刺耳。如果你听到有人在发球座上击球，你可以在两个洞外就能辨认出它们。”2017 年，商店货架上不会再有方形发球杆了。

试图表达出完美的高尔夫球杆声音是一项困难且有时有趣的工作。球杆设计师使用“clacky”和“thwack”等词语。听力学家会使用“tink”和“thonk”等术语。我甚至听到一家大型零售体育用品商店的销售员将当前流行的球杆称为“splanky”。但是，虽然这些措辞可能很有趣，但对于球员和试图向他们销售装备的公司来说，其影响却相当严重。仅在美国，2015 年的高尔夫设备销售额就达到 25.5 亿美元，但球员不会购买声音不好的球杆，即使这些球杆可能会提高他们的球技。

大ping

1959 年，随着 Ping 1A 推杆的推出，声音首次成为高尔夫球杆制造商关注的焦点。1A 由卡尔斯滕·索尔海姆 (Karsten Solheim) 设计，其杆身部分挖空，有助于扩大击球最佳点并减少误击次数。击球时，它还会发出标志性的铃声（更确切地说是砰砰声）。这款推杆的性能巩固了其声誉，但其声音启发了 Ping 这个名字，这个名字在至今仍然存在的设备帝国中一直存在。

当时，声音只是个副作用，但现代球杆制造商在调整球杆时非常谨慎。“几乎只要我们在电脑中建模出原型，我们就会尝试预测它的声音，”伍利谈到泰勒梅的设计过程时说道。“我们会在各种配置下测试每个原型，直到所有最终部件都安装到位。”

Callaway 对其球杆的声学特性也经历了同样严格的过程，从计算机建模开始，然后预生产球杆才能投入实际使用。“一旦我们有了物理原型，我们就会用麦克风测量声音，并使用相当复杂的软件来分析信号，”Callaway 木杆研发总监 Evan Gibbs 说道。为了捕捉原始声音数据，该公司有时会让球员击球，有时使用大型摆锤将金属球扔到球杆面上，让工程师捕捉到由此产生的频率。整个过程都在消声室中进行，旨在防止异常振动干扰数据。

除了声音之外，研究人员还捕捉了大量有关每次击球的其他诊断信息，以便更全面地了解球杆的表现。一些公司使用专有相机，但也有先进的商用选择，例如 Russell 在宾夕法尼亚州立大学使用的 Track Man。这款价值 19,000 美元的设备使用雷达测量一系列变量，例如杆头速度、发射角度、球旋转和其他关键统计数据。

在所有情况下，各种商业和定制声音软件都会对录音进行分析，但俱乐部也会接受球员和参与开发过程的人员的主观测试。“我们不一定会为焦点小组或类似人员播放声音，”伍利说。“与产品有利益关系的首席工程师和研发主管会过来听，确保他们认为声音不错。”

喧嚣与骚动

高尔夫击球中可以追踪的变量数量多得惊人，但就声学而言，有几个关键要素：频率、振幅（通常称为音量）和持续时间。这些要素之间的关系对于获得良好的声音至关重要；如果其中一个要素失衡，击球声可能会很快从令人满意的“叮当”变成令人痛苦的“砰”声。

“频率可能是我们测量的最重要的方面，”伍利说。“我们尽量保持在 3,000 赫兹以上。如果低于这个数字，我们会发现声音开始变得不好。”

由于一种称为等响度曲线的现象，俱乐部的频率也与其感知音量交织在一起。即使分贝水平保持一致，某些频率的声音也会响得更响，这仅仅是因为耳朵对可听频谱的特定部分更敏感。这也是为什么有些手机铃声比其他铃声更容易听到的原因之一，即使两者的音量相同。

典型的司机撞击会产生 80 分贝到最高 110 分贝之间的声压，这大致相当于风镐的噪音。一旦该数字超过 116 分贝，就会开始产生长期听力损伤的可能性。

声音的持续时间因演奏者而异。“有些球杆的持续时间太短，听起来就像塑料的，”伍利说。“如果球杆的响声太长，就会产生音叉式的效果，让人感觉很奇怪。”典型的持续时间范围约为 50 到 150 毫秒。

抓住它并抓住它

一号木杆发出的大部分声音并非来自球杆表面，而是来自空心球杆头壁的残留振动。美国高尔夫球协会 (USGA) 规定，球杆头在浸入水中时不能排出超过 460 cc 的水。大多数制造商为了追求更大的距离而将这一规格推到极限。这样会留下大量表面积振动并发出声音。

“为了满足 USGA 的最高性能要求，大多数一号木杆的杆面共振频率都在 4,500 到 5,000 赫兹左右，”Russell 说道。大多数杆面都是钛合金，其设计主要以性能为导向。不过，工程师们确实有一些技巧可以调整杆头其余部分的声音。

“我们使用的关键技术之一是肋条，”伍利说。事实上，泰勒梅拥有多项专利，这些专利涉及使用金属肋条交叉排列在发球杆头的内表面上。随着杆头壁变薄以减轻重量，它们也更容易产生需要阻尼的振动。“我们使用 [肋条] 来加固杆头的某些部分，以提高我们更喜欢的频率范围。”泰勒梅对肋条的排列如何影响声音守口如瓶，但如果你打开其中一个杆头，你很容易就能看到肋条。

除了内部子结构外，泰勒梅还开始使用一种称为 Geocoustic 的底部结构。底部的一部分（杆头的底面）有轻微的凹陷，这样可以容纳更大的杆面，而不会超出 USGA 的体积限制。明显的凸曲率和底部的一些外部肋条相结合，增加了刚度并抑制了振动，从而将频率提升到更理想的范围。

如今，许多现代发球杆都采用了碳纤维等复合材料，这极大地改变了球杆的整体声音性能。“复合材料增加了另一层复杂性，”伍利说。泰勒梅 2017 年旗舰 M1 和 M2 发球杆均采用复合材料冠部，这减少了可能在球杆中起到铃铛或音叉作用的钛金属用量。

虽然复合材料的使用现在被视为在声学方面的优势，但在这个领域也存在一些值得警惕的故事。早期的复合材料驱动器（如 Callaway Big Bertha C4）被评论家批评为听起来“死气沉沉”或像“砰砰”的声音。

举起铁杆

虽然驱动器往往会发出最响亮和最容易识别的声音，但铁杆的音质也同样重要，并且需要几乎同样巧妙的工程设计。

许多职业选手使用纤细的刀片式铁杆，这种铁杆经过锻造，体积更小、厚度更大，因此其声音本身就高亢而短促。然而，普通球员往往倾向于使用更大的凹背式铁杆，这种铁杆提供了更大的甜蜜点，但对球的飞行路径的整体控制力较弱。

据伍利介绍，随着球杆设计的不断演变，近年来凹背铁杆的杆面变得越来越薄。重新分配杆头重量有助于扩大击球最佳点，使球具有更好的发射角度，从而增加击球距离。但是，这也会导致整体声音变差，产生过多的共振。制造商会调整球杆背面品牌徽章的大小、形状和材质，以尽量控制频率。

“当然，徽章是为了好看，”伍利解释道。“但徽章中融入了大量工程设计，有助于加强和减震头部的某些部位。”

摆放

虽然球道球杆发出的巨大响声备受关注，但罗素将注意力转向了推杆的低沉得多的声音。“人们会说推杆‘硬’或‘快’，或者另一方面‘软’或‘慢’。这些术语是根据相互作用的声学特性得出的，”罗素解释道。击球声的频率和响度与球员对球杆性能的描述有关。

“推杆的优势在于，与一号木杆相比，推杆可以非常重，因此通常不会有这些会长时间响起和振动的薄壁结构，”伍利说。“推杆更容易发出好声音。”然而，他接着说，随着推杆设计越来越奇特，该公司越来越积极地监控每根球杆的声学效果，以保持在球员喜欢的声音范围内。

摇摆音乐

尽管分析高尔夫球杆的声音需要大量的科学知识，但最终的音调却并不是一个容易做出的决定。

“这是音响工程的一个问题，不同的演奏者喜欢的声音会有所不同，”伍利笑着说。“我相信有人会觉得方形驱动器的声音很酷。”

声音感知会受到从球员年龄到球场所在海拔等各种因素的影响。卡拉威的吉布斯说：“在日本，与其他市场的高尔夫球手相比，高尔夫球手通常更喜欢声音更大、持续时间更长的发球杆。”

声音的作用远不止是作为一种营销工具。一项经常被引用的 2005 年研究表明，高尔夫球杆的声音和其整体“感觉”之间存在很强的相关性，这是一个略显模糊的指标，但在高尔夫世界中却是一个无处不在的概念，涵盖了特定球杆的各种元素。

“当谈到高尔夫球杆或用于击球的任何其他物体时，有三件事对球员的偏好和球员对质量的感知至关重要：球的感觉、声音和最初感知到的球的轨迹，”拉塞尔解释道。根据他的经验，这会产生明显的心理影响。“有时你会和球员交谈，他们会说，‘哇，这球很有弹性’，但实际上它并没有飞得更远。”