高尔夫球
背景
高尔夫起源于苏格兰，是世界上最受欢迎的运动之一。仅在美国就有超过 2400 万人打高尔夫球，其中包括 8000 多名职业球员。世界各地的高尔夫锦标赛深受观众和球员的欢迎，自 1960 年代以来，它们已得到广泛的电视报道。现在甚至有一个专门播放高尔夫的有线频道，以及许多电脑游戏。
基本游戏包括使用各种球杆将一个小球击入连续的 9 个或 18 个洞，在一个旨在设置障碍的球场上，以尽可能少的击球次数。一名球员最多可以携带 14 支不同形状、大小和长度的球杆。美国使用的标准高尔夫球的直径至少为 1.68 英寸（4.26 厘米）；英国球稍小。
高尔夫球场通常有 18 个洞，分布在景观区域内，其中包括许多障碍物，包括水、沙坑或沙坑，以及树木。不同洞之间的距离会增加难度。每个洞的比赛都从发球区开始，球员从这里将球击入球道。每个洞的长度可以从大约 150-600 码（135-540 m）不等；成功的球员是那些能够将球从发球台开出 200 码（180 m）以上的球员，并且以少于 3 次击球接近大多数球洞。球洞的尽头是果岭，必须将球放入球洞或杯中才能完成球洞。
高尔夫球通常由两到四人组成，他们一起在整个球场移动。球必须从它所在的地方打，除非在特殊情况下。在击球比赛中，用于将球从发球台移到球洞的总击球次数被记录为球员在该球洞的得分。用最少的杆数完成课程的球员是赢家。在比洞赛中，每洞后都会比较分数，玩家在每个洞中获胜、失败或减半（平局）。
每个洞都必须达到特定的击球次数（标准杆），这通常取决于长度。小鸟是在任何一个洞比标准杆少一杆的成绩，老鹰是在比标准杆少两洞的成绩。当球员仅用一杆将球击入球洞时，即为一杆进洞。
今天，高尔夫球市场的年销售额约为 5.5 亿美元，每年生产和运输的高尔夫球超过 8.5 亿个。目前，球由两部分或三部分制成。两件式球由橡胶和塑料制成，主要由休闲高尔夫球手使用。这些球的使用寿命比专业人士使用的三片式球长得多，因此占所有高尔夫球产量的 70%。三件式球由塑料盖、橡胶线缠绕和包含凝胶或液体（糖和水）或固体的核心组成。表面上的凹坑图案导致良好的飞行性能。
最常见的凹坑图案是二十面体、十二面体和八面体。二十面体图案基于具有 20 个相同三角形面的多面体，很像一个 20 面的骰子。类似地，十二面体基于具有 12 个五边形相同面的多面体。八面体基于具有三角形面的八面多面体。一些球基于带有 500 个凹坑的二十面体。作为一般规则，球的凹坑越多，飞行越好，前提是这些凹坑的直径约为 0.15 英寸（0.38 厘米）。
凹坑的大小和深度也会影响性能。浅凹坑比深凹坑在高尔夫球上产生更多的旋转，这会增加升力并使球上升并在空中停留更长时间，滚动更少。与浅凹坑相比，深凹坑在高尔夫球上产生的旋转更少，这会降低升力并使球保持在较低的轨迹上，飞行时间更短，滚动更大。小凹坑通常使球在风中具有较低的轨迹和良好的控制，而大凹坑则使球具有更高的轨迹和更长的飞行时间。
材料和空气动力学方面的技术进步现在允许制造商为球员的特定比赛、天气条件甚至特定的球场条件定制适合的高尔夫球。高尔夫球可以分为四个基本性能类别：距离和耐用性；控制和机动性；距离和控制；和缓慢的杆头速度。在这些类别中，有 80 多种不同结构材料和设计的球。
美国高尔夫协会 (USGA) 制定了关于最大重量、最小尺寸、球对称性、初始速度和总距离的球规则。球的重量不得超过 1.62 盎司（45.93 克），并且必须是球对称的。在 USGA 批准的设备上测量时，速度不得大于每秒 250 英尺（75 m）（最大每秒 255 英尺 [76.5 m]）。总距离标准规定，球在运球和滚动时的平均距离不得超过 280 码（84 m）（最大 296.8 码 [89 m]）。这些规则每年都会更新。
目前，大约有 850 种型号的球符合这些标准。最近，大约 2% 的球 已经引入了比普通球更大的球，但仍符合 USGA 规则。这些球具有更软的核心和更厚、更硬的覆盖层，从而导致更直、更远的击球。
历史
高尔夫运动可以追溯到公元前 80 年 。 当罗马皇帝玩一种叫做 paganica 的游戏时，用一根弯曲的棍子驱动一个柔软的、填充有羽毛的球（或羽毛）。这个球的直径高达 7 英寸（17.5 厘米），比苏格兰版本大得多。到了中世纪，这项运动已经演变成一种叫做班迪球的游戏，它仍然使用木棒和一个直径约 4 英寸（10 厘米）的小球。
在接下来的五个世纪里，这项运动在几个大洲发展起来，最终演变成苏格兰流行的高尔夫运动。其他欧洲国家也玩过类似的游戏，早在 1657 年，美洲殖民地就开始玩荷兰的变种游戏。 尽管在欧洲这项运动的早期发展过程中尝试了各种类型的木材、象牙、亚麻甚至金属球，但羽毛状的球仍然存在选择的球。
然而，苏格兰游戏是现代游戏的直接祖先。第一个正式的高尔夫俱乐部于 1744 年在爱丁堡成立。它制定了第一套规则，帮助消除了当地的打法差异。十年后，皇家古代高尔夫俱乐部在苏格兰圣安德鲁斯成立，成为这项运动的官方统治组织。其规则委员会以及美国高尔夫协会 (USGA) 仍然负责管理这项运动。 1880 年代后期，英国球员哈里·瓦登 (Harry Vardon) 帮助普及了这项运动. 1895 年，斯伯丁制造了第一个美国制造的高尔夫球。
第一个与今天尺寸相似的高尔夫球大约在五六百年前问世，当时荷兰人将羽毛塞进一个 1.5 英寸（3.75 厘米）的皮袋中。这种球持续了大约 450 年。为了制作羽毛状，制球者 
高尔夫球表面的凹坑纹路带来了良好的击球性能。作为一般规则，球的凹坑越多，飞行越好，前提是这些凹坑的直径约为 0.15 英寸（0.38 厘米）。用软化成皮革的公牛皮或马皮条缝合而成的圆形豆荚。豆荚被翻过来，小心地留下一个小开口，里面塞满了鹅毛或鸡毛。为了保持球形，制球者使用了一个皮杯作为粗模具。将开口缝合，球干燥，锤成圆形，并用油和粉笔擦。
成品羽毛制成不同直径和重量，并根据重量（以德拉姆为单位）进行分级。制球者通过调整用于覆盖的皮革的长度和厚度来确定每个球的尺寸和重量。通常，羽毛球的制作范围为 20-29 德拉姆。羽毛首先根据它们的大小编号，然后根据直径而不是重量编号。这种编号系统一直延续到二十世纪。
1850 年左右，意大利开发了一种由东南亚天然树胶牙胶制成的便宜得多的球，取代了羽毛状。为了制作古塔胶球或牙胶，将一片预先与稳定剂混合的树脂绳加热使其柔韧，然后塑造成一个球体。尽管比羽毛更圆更光滑，但该球的飞行性能较差。然而，新球的经济性（每天可以生产几十个而不是少数）使得工人阶级能够大量参与这项运动，这种球一直流行到 1910 年左右。
在这段时间里，古怪的球经历了几次转变。一旦制球者发现粗糙的表面在空气动力学方面更好，就会用刀在球上切割凹槽以模拟羽毛状的缝合。接下来，制球者用凿面锤敲击球，在表面上产生划痕和瘀伤。
19 世纪中叶，对内胆的进一步实验试图提高球的飞行性能。 
制球者尝试将其他物质，如软木灰、印度橡胶、皮革碎片和其他材料加入纯净的在塑造球之前使用古塔胶。虽然这些球更耐用，但它们缺乏距离能力。
到 1870 年代末，已开发出内部刻有规则图案的机加工铁模。其中最受欢迎的设计之一是带有凸起酒窝的蔓越莓设计。这些模具在表面上形成了规则的图案，消除了手工锤击。这种改进开启了高尔夫球空气动力学设计的革命。制造速度进一步提高。
20 世纪初，俄亥俄州阿克伦市的 B. F. Goodrich 公司发明了一种更轻、缠绕紧密的橡胶螺纹球，游戏规则发生了巨大变化。 Spalding 于 1908 年推出了凹陷的凹坑球，并被证明在空气动力学和外观上都取得了成功。到 1930 年，它主导了市场，球形凹坑成为标准。此后还出现了其他凹坑形状，包括截锥形和椭圆形凹坑。
原材料
高尔夫球主要由塑料和橡胶材料制成。两件式球由实心橡胶芯和耐用的热塑性（离聚物树脂）覆盖层组成。橡胶最初是硬块，必须加热和加压才能形成球体。
三件式球由较小的固体橡胶或充满液体的中心组成，橡胶线在张力下缠绕在其周围，以及离聚物或橡胶覆盖层。
在 1970 年代，球的内部得到了进一步改进，这要归功于一种称为聚丁二烯（一种石油基聚合物）的材料。虽然这种材料产生了更多的反弹，但它也太软了。 Spalding 的研究确定锌强化了材料。这种增强型聚丁二烯很快被其他制造商广泛使用。
制造
过程
三片式高尔夫球更难制造，可能需要 80 多个不同的制造步骤和 32 次检查，制造一个球需要长达 30 天的时间。两片式球需要这些步骤的一半左右，并且可以在短短一天内生产出来。
形成中心
- 1 两件式球的中心是一个模制芯。它是几种不同成分的混合物，所有这些成分都具有化学反应性，可形成橡胶型化合物。加热加压后，形成约 1.5 英寸（3.75 厘米）的芯。
形成盖子和酒窝
- 2 注射成型或压缩成型用于使用两件式模具在两件式球上形成盖子和凹坑。在注塑成型中，型芯通过销钉在模腔内居中，然后将熔融的热塑性塑料注入围绕型芯的凹坑型腔中。热量和压力使覆盖材料流动与中心结合，形成成品球的凹坑形状和尺寸。随着塑料冷却和硬化，销缩回并取出成品球。
- 3 通过压缩成型，盖子首先被注塑成两个空心半球。它们围绕芯放置，加热然后压在一起，使用模具将盖子融合到芯上并形成凹痕。三片式球都是压缩成型的，因为流过的热塑料会变形并可能导致橡胶线断裂。
抛光、喷漆和最终涂层
- 去除了 4 个“毛边”或粗糙点以及模制盖上的接缝。两层油漆涂在球上。每个球都位于两个柱子上，柱子会旋转以使油漆均匀涂抹。自动控制的喷枪用于喷涂油漆。接下来，球上印有标志。最后一步是涂上一层透明涂层，以获得高光泽和耐磨性。
干燥和包装
- 5 涂上油漆后，将球装入容器并放置在大型干燥机中。干燥后，球就可以用盒子和其他容器包装了。
质量控制
除了使用计算机和显示器监控制造过程外，还会对三片式球进行 X 射线检查以确保中心完美圆润。压缩等级也用于测量压缩成型的缠绕高尔夫球。然而，当应用于两件式球时，这些评级没有意义。相反，这些球是通过系数等级来衡量的，系数等级是球撞击金属板后初始速度与返回速度的比率。该程序测量恢复系数。
机械测试也用于验证球的性能是否符合 USGA 的标准。已经开发出专用设备，一些制造商甚至使用风洞来确定风阻和升力作用。一种名为 True Temper Mechanical Golfer 或 Iron Byron 的机器，以高尔夫传奇人物 Byron Nelson 的挥杆为模型，可以安装在任何球杆上，并且可以设置为各种挥杆速度。对于正常测试，Iron Byron 使用一号木杆、5 号铁杆和 9 号铁杆进行配置。
另一种称为 Ball Launcher 的机器能够以任何速度、旋转速率和发射角度在空气中推动球。这具有使用广泛高尔夫球手典型的发射条件的优点。使用这两种类型的设备，可以测量和分析与高尔夫球飞行相关的性能数据。这些包括远地点角、携带距离、总距离、滚动距离和统计精度区域。
远地点角表示球的轨迹到达的高度。它是使用带有指向下方范围的望远镜镜头的相机与网格监视器一起测量的。运球距离是高尔夫球在空中飞行的距离，是使用在着陆区带有标记的网格系统来测量的。总距离是高尔夫球在空中移动的距离加上滚动距离。滚动距离是总距离减去携带距离。
统计准确度区域 (SAA) 或分散区域用作衡量高尔夫球准确度的指标。对于给定的球，SAA 值基于球在运球方向和中线左/右方向上的偏差。这些偏差用于计算等效椭圆着陆面积。
未来
随着空气动力学设计的不断改进，高尔夫球将能够走得更远。事实上，一家高尔夫球制造商已经在宣传其球可以打出 400 码。然而，一些职业球员抱怨高尔夫球跑得太远，希望将球调整回10%左右。这意味着美国高尔夫球协会将不得不在其球测试程序中收紧当前对运球和滚动以及速度的要求。 10% 的削减将使大多数巡回赛职业选手的发球减少约 25 码（22.5 m）。
另一方面，也有专家认为，高尔夫球已经达到了距离极限，未来20年在这方面不会再有进步。高尔夫制造商将面临挑战，以实现从一个球到另一个球的终极一致性，使球在果岭上感觉更柔软并更快地停止，开发更耐用的球，并发明完美的凹坑图案。太空时代材料可能会实现其中一些目标，正在考虑使用基于钛的金属基复合材料。此外，高尔夫球公司将不得不为特定类别的高尔夫球手制造更多的球。例如，可能有四种或五种不同类型的轨迹可用。
制造工艺