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借“風”奪得奧運金牌?風洞訓練來助力

南銘琪
2021年11月17日08:46 | 來源:人民網
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隨著技術的不斷發展,運動員們的訓練手段也在不斷創新。國家跳台滑雪訓練科研基地是我國國家跳台滑雪集訓隊和北歐兩項國家集訓隊訓練備戰的地方。為了更好地迎接冬奧會,助力運動員們取得佳績,除跳台訓練外,該基地還配備了目前世界最大、國內首座跳台滑雪專用風洞實驗室。

什麼是風洞試驗?

“風洞”是一種管道形狀的試驗設備,該設備依據的是運動的相對性原理。風洞試驗就是將飛行器的模型或實物固定在人為制造的氣流中,以此模擬實際飛行中的各種狀態,獲取數據。

簡單地講,在空氣中運動的物體都會不同程度地受到空氣動力的干涉,而靜止的物體由於風的作用,會存在空氣動力干涉問題。當這些問題對於物體本身的動力學或者靜力學特性有足夠大的影響時,就需進行風洞試驗。試驗時,將模型或實物固定在風洞中反復“吹風”,通過測控儀器和設備獲取試驗數據。

風洞訓練如何助力奧運比賽?

風洞為奧運健兒開展專項訓練提供了擬真環境,風洞裡的風速可以被用來模擬運動時人與空氣間的相對速度。例如針對奧運會四人賽艇風洞試驗項目的要求,航天科技集團十一院低速風洞試驗室成功開發出“三維力測量平台”。這套平台的低速風洞可以模擬出真實比賽時迎面吹向運動員的氣流,測量出水面以上部分的空氣阻力值﹔分析運動員“抓水”、“驅動”、“出水”、“回槳”等不同動作姿態的氣動力大小,以及四名運動員在賽艇上不同的“排列組合”對氣動阻力的影響。該試驗可以對運動員的比賽姿態、隊列進行優化,為運動員比賽時有效減少阻力提供了科學保障。

為了降低風的不利影響,研發低風阻高性能的運動裝備、服裝、器材等也十分重要。如體操、蹦床的比賽服採用了3D立體剪裁,全方位貼合人體,避免高強度空中動作受風阻影響。

未來,如何更好地借“東風”?

首先,未來的風洞需要能模擬總溫、化學反應、更高雷諾數等參數﹔其次,洞壁、支架等客觀因素的干擾在傳統風洞試驗中一直存在,未來應盡可能降低這些因素的干擾。

指導老師:中國傳媒大學經濟與管理學院副教授 於晗

專家:北京工業大學物理學研究員 王雯宇 

(責編:楊鴻光)

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