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メジャーリーグで活躍した野茂英雄投手、また、今の若い人は知らないかもしれないが、〝サンデー兆治〟でならした村田兆治投手などが使いこなすなど、ピッチャーが三振を取る「決め球種」の一つであるフォークボール。意外なことだが、フォークボールがなぜ〝落ちる〟のかという疑問に対して、これまで科学は十分な解答を見出していなかった。この長年の謎が東京工業大学等の研究グループにより暴かれた。フォークボールが落ちる理由を、スーパーコンピュータを使って初めて科学的に解明したもので、回転しながら進む物体にその進行方向に対して垂直の力（揚力）が働く現象「マグヌス効果」の反対の状態である「負のマグヌス効果」が発生し、低速回転のツーシームであるフォークボールを落下させる大きな要因となることを見出した。それぞれ投球技法であるツーシームとフォーシームを比較すると、同じ球速と回転数にもかかわらず縫い目の違いだけで打者の手元での落差が19㌢も違うという。
フォークボールはバックスピンの回転をしているため、マグヌス効果により浮き上がる軌道になるはずであるが、ほとんど浮き上がらず放射線に近い軌道を取ることで知られている。
この理由はこれまで謎だった。滑らかな球に対しては、実測でもシミュレーションでも特定の条件が揃った時に「負のマグヌス効果」という下向きに働く力が確認されていたが、縫い目のある野球ボールには、この現象は起こらないと思われてきた。
スパコンで数値流体シミュレーション
フォークボールが落ちる要因を科学的に明らかにしたのは、東工大学術国際情報センターの青木尊之教授ら。東工大のスパコンＴＳＵＢＡＭＥ３．０を用いて、野球ボールの縫い目の回転まで詳細に計算する数値流体シミュレーションを行った。
縫い目がツーシームのバックスピンをする低速回転のフォークボールに対して、スパコンを用いた数値流体シミュレーションを行った結果、低速回転で上向きの揚力が弱いために放射線軌道に近づくのではなく、下向きの「負のマグヌス効果」が縫い目のマイナス30度から90度の範囲で発生することにより軌道が下がることを初めて見出した。また、同じ球速と回転数のフォーシームでは、「負のマグヌス効果」が発生しないことも確認した。
さらに、投手がボールをリリースした直後の球速・回転速度・回転軸がわかれば、その後のボールの軌道を精度良く再現できることもわかった。球速が時速１５０㌔、回転数が１１００rpmのツーシームとフォーシームでは、縫い目の違いだけで打者の手元のボールの落差が19㌢も異なる。
今回の研究内容は、野球ボール以外にも無回転のサッカーボールやバレーボールの軌道の変化や、風力が強く影響するウインタースポーツなどで、スパコンによる空力解析を戦術に取り入れることが期待される。
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