冬季滑雪除了在真实户外雪场上挥汗体验之外,还可以在室内看到这样一种新科技——航空风洞。围观冰雪健儿怎样利用高科技,助力冰雪竞技体育。
它是一种产生人造气流的管道,常用于研究空气流经物体所产生的气动效应,在飞机、导弹、汽车等研发设计领域被广泛应用。
“歼-10”、“枭龙”战机和“神舟”系列飞船,到磁悬浮、“和谐号”高速列车,它们的成功背后,风洞功不可没。
我们也一直在尝试空气动力学往别的方面上的跨界应用。通过对国外体育运动的研究,发现他们也利用风洞、利用空气动力学,提高运动员的成绩,并且取得了很好的效果。我们也在这一个方面和体育总局一起,发展空气动力学在体育方面的应用。
位于辽宁省沈阳市的中国航空工业空气动力研究院,体育科技事业部的开发团队正在安装调试设备。
目前,备战北京冬奥会的各冬季项目国家队所使用的一座综合性体育风洞、一座垂直风洞和两座直流风洞都是由该团队研发的。
今天我们训练的就是第一个阶段,也就是助滑与启动阶段。希望给运动员创造一种更好的助滑姿态,就能带来更快的助滑速度,同时,更好的助滑姿态也更利于实现更好的蹬地。
2019年,由中国航空工业空气动力研究院与国家体育总局合作,研制并交付使用的总共4座体育风洞,都诞生于辽宁沈阳,打上了“辽宁智造”的标签。其中,位于河北涞源跳台滑雪训练科研基地的综合性体育风洞,试验段宽3.5米,高4.5米,最大风速可达每秒42米,是目前全世界同类风洞中试验段尺寸最大、测试功能最全的体育风洞。
最大的特点是首次采用了三个试验段的设计和建设方式,串联的角度由0度到11度再到32度,这样做才能够训练运动员在不同的来流角度上的运动训练。
同时,在风洞试验段内布置有测力系统,可满足运动员科研训练的测力需求。为跳台滑雪助滑、起跳、飞行等过程技术动作的测试和训练,以及高山滑雪和越野滑雪姿态减阻提供了坚实的技术支撑。
跳台滑雪训练如果是在真正的跳台上训练,运动员从90米或者120米高的台上跳下来从助滑起跳到落地,也就是10秒钟左右时间,每一个过程也就是2、3秒钟,并且在过程中没法做一些调整。每天也就是能训练十几次左右。由于时间长了之后,运动员的体力、注意力、集中力他做不到,容易受伤。
在风洞训练中,当风洞给定风速,超大风扇开始运转,运动员在安全绳的牵引下腾空,风洞内渐起的气流给予运动员升力。当运动员处于受力平衡状态时,做出跳台滑雪的空中飞行姿势,并在教练的保护下维持这一空中动作,以有效提升运动员在空中保持最佳姿态驾驭雪板飞行的平衡能力。
用风洞训练方便数据的采集,第二个就是会提高(训练)效率。因我们是把整个的过程进行分解,比如飞行训练,我们大家可以把他吊到风洞里面,每次可以做5分钟的飞行训练。他可以深入地体会风来的时候的感觉,并能调整自己的身体状态、姿势、效率就会很高 。
经过一年多的风洞辅助训练,中国跳台滑雪运动员们插上了科技的翅膀,在今年获得历史性突破。男子运动员首次跳过140米,女子运动员在国际积分赛中首次获得分站第一名。目前,中国跳台滑雪队已经拿到3张北京冬奥入场券。
随着竞技体育的发展,科技和体育已从原来的“陌不相识”发展为如今的“相濡以沫”。风洞大幅度的提升了训练效率,有助于运动员在仿真风阻中尝试在跳台上想做而不能做的技术动作,完全满足了运动训练要求,使用体验超出预期。
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