航天高科技助力中国奥运夺牌

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发布时间:2021-08-02 09:36:06
来源:环球时报

本报特约记者   陈  山   本报记者   马  俊

截至8月1日,中国代表团在本届东京奥运会上已夺得24枚金牌,暂时名列金牌榜第一。现代体育的发展,除了“苦练出成绩”之外,比拼的还有各国的科技水平。据《环球时报》记者了解,在中国体育健儿奋力拼搏的背后,就有中国航天的高科技在默默助力。

“更快”从一开始就是奥运会的核心口号之一。在诸多竞速类项目中,尽可能减少阻力和采用更精准的运动姿势成为提高比赛成绩的关键。在7月28日东京奥运会赛艇比赛女子四人双桨项目决赛中,中国队摘得金牌,这是中国队在2008年北京奥运会后夺得的首枚奥运赛艇金牌。而这枚金牌就与借助中国航天风洞的科学训练有着密切关系。

据介绍,风洞属于空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具,是一种能人工产生和控制气流、量度气流对物体作用以及观察物理现象的试验设备,通常用于模拟飞行器或物体周围的空气流动,以验证气流阻力对飞行器或物体的影响。利用风洞进行针对性训练已被英国、瑞典、德国、美国、加拿大等国广泛采用,成为提高运动员竞技成绩的重要手段之一。例如英国运动员就利用自行车风洞设备进行训练,在伦敦奥运会上大显身手。日本利用风洞对速度滑冰团队追逐赛进行专门训练后,在2018年平昌冬奥会打破世界纪录,夺得金牌。

中国航天空气动力技术研究院(航天十一院)在航天领域与风洞测试方面有着丰富的经验。该院气动专家介绍说,要提高训练成绩,一方面包括装备的减阻,这涉及装备外形及尺寸;另一方面是运动员的姿态、编队和场地阻力优化。“我们研制航天飞行器也是这些要求,道理是相通的”。

不过说起来容易做起来难。

四人赛艇的风洞试验项目难度相当大——赛艇长达12米,安装配套装置复杂;试验速度仅有每秒6米,载荷只有几公斤,分辨率要求高,但赛艇、运动员及支撑装置重量达900公斤,测试难度很大;试验要求模拟真实的比赛条件,在风洞中需要模拟水面,且仅测量水面以上部分的气动力。为提升中国赛艇队训练的科学性,航天十一院低速风洞实验室通过模拟运动员抓水、驱动、出水、回桨等不同动作姿态的气动力大小,并对四名运动员不同编队组合对气动阻力的影响进行试验,成功开发出一套基于气浮装置的三维力测量平台,测力装置经过精心设计和调试,完全满足高精度小载荷风洞测试项目的要求,为运动员比赛提供科学参考。

2020年10月,航天十一院建成国内首座体育综合训练风洞,尺寸规模和风速范围可满足冬季运动项目及部分夏季运动项目的需求。在这座风洞里接受过“优秀运动员风洞试验”的,就包括中国游泳队张雨霏、杨浚瑄、徐嘉余、刘湘、闫子贝、余依婷等6名顶级选手。该试验模拟游泳过程中所受流场,开展典型游泳速度下不同技术动作姿态和阻力,通过测量运动员每一秒的姿态、呼吸情况,以及在泳池里每一次往返的划频、划幅、划次、转身时间等多项技术参数,实现了对每个动作的精细量化评估,为教练团队确定训练方案、改善运动员身体流线型、优化技术动作提供科学依据。可以说,中国游泳队在东京奥运会夺得的金牌中,同样有中国航天的功劳。

据《环球时报》记者了解,这座风洞还将为明年的冬奥会提供更得力的支持。以钢架雪车和跳台滑雪为例,该风洞能够给出运动员不同姿态下的风阻数据,便于运动员训练形成最佳的动作。同时测试系统还可以对运动服装进行风阻系数的测试,对高性能运动服装的设计开发提供数据支撑。

除了风洞外,中国航天的这些高科技还为看似“脑洞大开”的训练手段提供了科学依据。例如“弹射训练装置”可将运动员在规定的时间和距离内加速到预定的初速度,使运动员的主要体能和精力运用在专项技术训练或分解动作训练上,该装置的成功研制提高了训练效率,使运动员实现“一天当成一周练”的梦想。

而另一个“背包助推器”项目则是从火箭和飞机的推进系统获得灵感,它依靠电动马达提供额外的推进力,可帮助冰雪项目运动员达到平时无法达到的速度,使运动员突破体能极限并形成高速状态下的肌肉记忆成为可能,开创了一种新的训练方式。▲

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