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2021-08-11
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?,F代體育的發展,除了“苦練出成績”之外,比拼的還有各國的科技水平。據《環球時報》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系。
據介紹,風洞屬于空氣動力學研究和試驗中最廣泛使用的工具,是一種能人工產生和控制氣流、量度氣流對物體作用以及觀察物理現象的試驗設備,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研究院(航天十一院)在航天領域與風洞測試方面有著豐富的經驗。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、編隊和場地阻力優化。“我們研制航天飛行器也是這些要求,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、驅動、出水、回槳等不同動作姿態的氣動力大小,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,成功開發出一套基于氣浮裝置的三維力測量平臺,測力裝置經過精心設計和調試,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首座體育綜合訓練風洞,尺寸規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“優秀運動員風洞試驗”的,就包括中國游泳隊張雨霏、楊?,u、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動作姿態和阻力,通過測量運動員每一秒的姿態、呼吸情況,以及在泳池里每一次往返的劃頻、劃幅、劃次、轉身時間等多項技術參數,實現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、優化技術動作提供科學依據??梢哉f,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《環球時報》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下的風阻數據,便于運動員訓練形成最佳的動作。同時測試系統還可以對運動服裝進行風阻系數的測試,對高性能運動服裝的設計開發提供數據支撐。
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。例如“彈射訓練裝置”可將運動員在規定的時間和距離內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“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下的肌肉記憶成為可能,開創了一種新的訓練方式。
(來源:環球網)