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航天高科技助力中國奧運奪牌環(huán)球時報 2021-08-02 作者:陳山 馬俊 |
截至8月1日,中國代表團在本屆東京奧運會上已奪得24枚金牌,暫時名列金牌榜第一。現(xiàn)代體育的發(fā)展,除了“苦練出成績”之外,比拼的還有各國的科技水平。據(jù)《環(huán)球時報》記者了解,在中國體育健兒奮力拼搏的背后,就有中國航天的高科技在默默助力。
“更快”從一開始就是奧運會的核心口號之一。在諸多競速類項目中,盡可能減少阻力和采用更精準的運動姿勢成為提高比賽成績的關(guān)鍵。在7月28日東京奧運會賽艇比賽女子四人雙槳項目決賽中,中國隊摘得金牌,這是中國隊在2008年北京奧運會后奪得的首枚奧運賽艇金牌。而這枚金牌就與借助中國航天風洞的科學訓練有著密切關(guān)系。
據(jù)介紹,風洞屬于空氣動力學研究和試驗中最廣泛使用的工具,是一種能人工產(chǎn)生和控制氣流、量度氣流對物體作用以及觀察物理現(xiàn)象的試驗設(shè)備,通常用于模擬飛行器或物體周圍的空氣流動,以驗證氣流阻力對飛行器或物體的影響。利用風洞進行針對性訓練已被英國、瑞典、德國、美國、加拿大等國廣泛采用,成為提高運動員競技成績的重要手段之一。例如英國運動員就利用自行車風洞設(shè)備進行訓練,在倫敦奧運會上大顯身手。日本利用風洞對速度滑冰團隊追逐賽進行專門訓練后,在2018年平昌冬奧會打破世界紀錄,奪得金牌。
中國航天空氣動力技術(shù)研究院(航天十一院)在航天領(lǐng)域與風洞測試方面有著豐富的經(jīng)驗。該院氣動專家介紹說,要提高訓練成績,一方面包括裝備的減阻,這涉及裝備外形及尺寸;另一方面是運動員的姿態(tài)、編隊和場地阻力優(yōu)化?!拔覀冄兄坪教祜w行器也是這些要求,道理是相通的”。
不過說起來容易做起來難。四人賽艇的風洞試驗項目難度相當大——賽艇長達12米,安裝配套裝置復雜;試驗速度僅有每秒6米,載荷只有幾公斤,分辨率要求高,但賽艇、運動員及支撐裝置重量達900公斤,測試難度很大;試驗要求模擬真實的比賽條件,在風洞中需要模擬水面,且僅測量水面以上部分的氣動力。為提升中國賽艇隊訓練的科學性,航天十一院低速風洞實驗室通過模擬運動員抓水、驅(qū)動、出水、回槳等不同動作姿態(tài)的氣動力大小,并對四名運動員不同編隊組合對氣動阻力的影響進行試驗,成功開發(fā)出一套基于氣浮裝置的三維力測量平臺,測力裝置經(jīng)過精心設(shè)計和調(diào)試,完全滿足高精度小載荷風洞測試項目的要求,為運動員比賽提供科學參考。
2020年10月,航天十一院建成國內(nèi)首座體育綜合訓練風洞,尺寸規(guī)模和風速范圍可滿足冬季運動項目及部分夏季運動項目的需求。在這座風洞里接受過“優(yōu)秀運動員風洞試驗”的,就包括中國游泳隊張雨霏、楊浚瑄、徐嘉余、劉湘、閆子貝、余依婷等6名頂級選手。該試驗模擬游泳過程中所受流場,開展典型游泳速度下不同技術(shù)動作姿態(tài)和阻力,通過測量運動員每一秒的姿態(tài)、呼吸情況,以及在泳池里每一次往返的劃頻、劃幅、劃次、轉(zhuǎn)身時間等多項技術(shù)參數(shù),實現(xiàn)了對每個動作的精細量化評估,為教練團隊確定訓練方案、改善運動員身體流線型、優(yōu)化技術(shù)動作提供科學依據(jù)。可以說,中國游泳隊在東京奧運會奪得的金牌中,同樣有中國航天的功勞。
據(jù)《環(huán)球時報》記者了解,這座風洞還將為明年的冬奧會提供更得力的支持。以鋼架雪車和跳臺滑雪為例,該風洞能夠給出運動員不同姿態(tài)下的風阻數(shù)據(jù),便于運動員訓練形成最佳的動作。同時測試系統(tǒng)還可以對運動服裝進行風阻系數(shù)的測試,對高性能運動服裝的設(shè)計開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。
除了風洞外,中國航天的這些高科技還為看似“腦洞大開”的訓練手段提供了科學依據(jù)。例如“彈射訓練裝置”可將運動員在規(guī)定的時間和距離內(nèi)加速到預定的初速度,使運動員的主要體能和精力運用在專項技術(shù)訓練或分解動作訓練上,該裝置的成功研制提高了訓練效率,使運動員實現(xiàn)“一天當成一周練”的夢想。
而另一個“背包助推器”項目則是從火箭和飛機的推進系統(tǒng)獲得靈感,它依靠電動馬達提供額外的推進力,可幫助冰雪項目運動員達到平時無法達到的速度,使運動員突破體能極限并形成高速狀態(tài)下的肌肉記憶成為可能,開創(chuàng)了一種新的訓練方式。
責任編輯:王超




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