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運動員|在風洞中玩轉冰雪項目

設計風速冰雪運動員環境風抗風設計

【運動員|在風洞中玩轉冰雪項目】■采訪人員 溫才妃
2月11日 ， 在北京冬奧會男子鋼架雪車比賽中 ， 中國選手閆文港以4分01秒77的成績獲得銅牌 ， 實現了中國鋼架雪車項目的歷史突破 。在這一突破的背后 ， 科技力量功不可沒 。
在北京交通大學風洞實驗室內 ， 換上鋼架雪車運動員的訓練服 ， 北京交通大學博士生張淵召逐一試驗不同姿勢下的風阻 ， 20米/秒的風吹來 ， 一股寒意襲來 。
冰雪運動訓練基地開放周期短 ， 如何在無冰雪的季節 ， 最大程度地還原高山滑雪中大風凜冽的場景？“這就得依靠風洞技術 。正常情況下是人在動 ， 運動中形成風 。根據相對運動原理 ， 風洞中是反過來的 ， 人不動 ， 風吹到運動員身上 ， 利用風洞中的風模擬運動員高速運動的場景 ?！北本┙煌ù髮W土木建筑工程學院教授李波向《中國科學報》解釋原理 。
在科技部重點研發項目和國家體育總局的支持下 ， 李波帶領團隊研發了我國第一套冰雪項目風洞輔助訓練系統 ， 建立了全套風洞技術應用體系 。他們還協助建設了我國第一座體育專業風洞 ， 該風洞克服了老廠房尺寸限制的困難 ， 在尺寸上做到了和最先進的日本體育專業風洞一致 。最高風速更是達到了42米/秒 ， 比日本風洞的35米/秒更快 ， 實現了冬季項目全覆蓋 ， 風洞參數達到了國際先進水平 。
當然 ， 光有大風吹 ， 并不是風洞模擬訓練 。在模擬場景中 ， 李波團隊設計了一個特殊的滑板 ， 在滑板上運動員可練習蹬冰動作；開動跑臺 ， 運動員便可進行輪滑模擬訓練；開發的六自由度系統可滿足不同角度翻轉 ， 常用于車橇項目訓練 。這樣一來 ， 冬季項目的訓練就再也不受天氣影響 ， 即便是在盛夏也可以在模擬場景中訓練 ， 在一定程度上解決了冬季項目訓練場地開放周期短、維護成本高的難題 。
團隊的日常工作之一是擺姿勢、測阻力 。“從前我只知道 ， 人站著和趴著的風阻是不同的 ， 但其實姿態微調 ， 比如人往后移一點、雙手弓起來、繃腳尖等姿勢組合在一起 ， 減阻效果同樣出乎意料 。”張淵召興奮地說 。
同樣 ， 在多人比賽中 ， 運動員的位置不同 ， 風阻也不相同 。如何通過團隊配合 ， 最大程度地實現換位減阻 ， 這就要依賴風洞輔助訓練系統實時反饋風速、風阻力、姿態、重心位置、測試指令等數據 ， 再經過科學測算 ， 最終得到運動姿態以及隊列優化方案 。
通過風洞測試 ， 運動員在姿態風阻優化、隊列風阻優化方面取得了可喜的成果 。鋼架雪車項目國家集訓隊8名重點運動員的滑行姿態 ， 平均減阻11.78% 。這是什么概念？李波告訴《中國科學報》 ， 風阻減少10% ， 成績可提高1% 。平昌冬奧會時 ， 男子鋼架雪車項目第一名與第六名的差距僅為1.2% 。
目前 ， 李波團隊已開發了冰上項目、雪上項目、車橇項目風洞測試全套輔助裝置 ， 形成了冬季項目風洞訓練體系、運動姿態優化減阻技術、隊列優化減阻技術、賽道賽時環境風評估與應對技術、運動裝備風阻性能評測技術等完整的風洞技術應用體系 ， 應用于奧運會15個冬季項目392名運動員的訓練 。

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