截至8月1日,中國代表團在本屆東(dong) 京奧運會(hui) 上已奪得24枚金牌,暫時名列金牌榜第一。現代體(ti) 育的發展,除了“苦練出成績”之外,比拚的還有各國的科技水平。據《環球時報》記者了解,在中國體(ti) 育健兒(er) 奮力拚搏的背後,就有中國航天的高科技在默默助力。
“更快”從(cong) 一開始就是奧運會(hui) 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(wei) 提高比賽成績的關(guan) 鍵。在7月28日東(dong) 京奧運會(hui) 賽艇比賽女子四人雙槳項目決(jue) 賽中,中國隊摘得金牌,這是中國隊在2008年北京奧運會(hui) 後奪得的首枚奧運賽艇金牌。而這枚金牌就與(yu) 借助中國航天風洞的科學訓練有著密切關(guan) 係。
據介紹,風洞屬於(yu) 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(chan) 生和控製氣流、量度氣流對物體(ti) 作用以及觀察物理現象的試驗設備,通常用於(yu) 模擬飛行器或物體(ti) 周圍的空氣流動,以驗證氣流阻力對飛行器或物體(ti) 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(wei) 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(lun) 敦奧運會(hui) 上大顯身手。日本利用風洞對速度滑冰團隊追逐賽進行專(zhuan) 門訓練後,在2018年平昌冬奧會(hui) 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(yu) 風洞測試方麵有著豐(feng) 富的經驗。該院氣動專(zhuan) 家介紹說,要提高訓練成績,一方麵包括裝備的減阻,這涉及裝備外形及尺寸;另一方麵是運動員的姿態、編隊和場地阻力優(you) 化。“我們(men) 研製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,安裝配套裝置複雜;試驗速度僅(jin) 有每秒6米,載荷隻有幾公斤,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麵,且僅(jin) 測量水麵以上部分的氣動力。為(wei) 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,並對四名運動員不同編隊組合對氣動阻力的影響進行試驗,成功開發出一套基於(yu) 氣浮裝置的三維力測量平台,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(wei) 運動員比賽提供科學參考。
2020年10月,航天十一院建成國內(nei) 首座體(ti) 育綜合訓練風洞,尺寸規模和風速範圍可滿足冬季運動項目及部分夏季運動項目的需求。在這座風洞裏接受過“優(you) 秀運動員風洞試驗”的,就包括中國遊泳隊張雨霏、楊浚瑄、徐嘉餘(yu) 、劉湘、閆子貝、餘(yu) 依婷等6名頂級選手。該試驗模擬遊泳過程中所受流場,開展典型遊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,以及在泳池裏每一次往返的劃頻、劃幅、劃次、轉身時間等多項技術參數,實現了對每個(ge) 動作的精細量化評估,為(wei) 教練團隊確定訓練方案、改善運動員身體(ti) 流線型、優(you) 化技術動作提供科學依據。可以說,中國遊泳隊在東(dong) 京奧運會(hui) 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(wei) 明年的冬奧會(hui) 提供更得力的支持。以鋼架雪車和跳台滑雪為(wei) 例,該風洞能夠給出運動員不同姿態下的風阻數據,便於(yu) 運動員訓練形成最佳的動作。同時測試係統還可以對運動服裝進行風阻係數的測試,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(wei) 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(nei) 加速到預定的初速度,使運動員的主要體(ti) 能和精力運用在專(zhuan) 項技術訓練或分解動作訓練上,該裝置的成功研製提高了訓練效率,使運動員實現“一天當成一周練”的夢想。
而另一個(ge) “背包助推器”項目則是從(cong) 火箭和飛機的推進係統獲得靈感,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(ti) 能極限並形成高速狀態下的肌肉記憶成為(wei) 可能,開創了一種新的訓練方式。
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