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借“风”夺得奥运金牌?风洞训练来助力

南铭琪
2021年11月17日08:46 | 来源:人民网
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随着技术的不断发展,运动员们的训练手段也在不断创新。国家跳台滑雪训练科研基地是我国国家跳台滑雪集训队和北欧两项国家集训队训练备战的地方。为了更好地迎接冬奥会,助力运动员们取得佳绩,除跳台训练外,该基地还配备了目前世界最大、国内首座跳台滑雪专用风洞实验室。

什么是风洞试验?

“风洞”是一种管道形状的试验设备,该设备依据的是运动的相对性原理。风洞试验就是将飞行器的模型或实物固定在人为制造的气流中,以此模拟实际飞行中的各种状态,获取数据。

简单地讲,在空气中运动的物体都会不同程度地受到空气动力的干涉,而静止的物体由于风的作用,会存在空气动力干涉问题。当这些问题对于物体本身的动力学或者静力学特性有足够大的影响时,就需进行风洞试验。试验时,将模型或实物固定在风洞中反复“吹风”,通过测控仪器和设备获取试验数据。

风洞训练如何助力奥运比赛?

风洞为奥运健儿开展专项训练提供了拟真环境,风洞里的风速可以被用来模拟运动时人与空气间的相对速度。例如针对奥运会四人赛艇风洞试验项目的要求,航天科技集团十一院低速风洞试验室成功开发出“三维力测量平台”。这套平台的低速风洞可以模拟出真实比赛时迎面吹向运动员的气流,测量出水面以上部分的空气阻力值;分析运动员“抓水”、“驱动”、“出水”、“回桨”等不同动作姿态的气动力大小,以及四名运动员在赛艇上不同的“排列组合”对气动阻力的影响。该试验可以对运动员的比赛姿态、队列进行优化,为运动员比赛时有效减少阻力提供了科学保障。

为了降低风的不利影响,研发低风阻高性能的运动装备、服装、器材等也十分重要。如体操、蹦床的比赛服采用了3D立体剪裁,全方位贴合人体,避免高强度空中动作受风阻影响。

未来,如何更好地借“东风”?

首先,未来的风洞需要能模拟总温、化学反应、更高雷诺数等参数;其次,洞壁、支架等客观因素的干扰在传统风洞试验中一直存在,未来应尽可能降低这些因素的干扰。

指导老师:中国传媒大学经济与管理学院副教授 于晗

专家:北京工业大学物理学研究员 王雯宇 

(责编:杨鸿光)

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