鋼架雪車模擬器。新京報記者 孫海光 攝
冰壺國家集訓隊奧運選拔賽日前在二七國家冰雪運動科訓基地進行。除了承擔速度滑冰、冰壺、花滑等項目訓練,二七廠如今還是中國冬季項目重要的科訓基地。在這裏,有國內首個體育專業風洞實驗室,着力解決運動員訓練、比賽中的風阻問題。
此前多用於航空航天領域的六自由度訓練也被應用於冬季項目,鋼架雪車、雪橇、高山滑雪等運動員可利用六自由度電動模擬體育訓練系統全天候訓練,不再受季節和環境影響。
六自由度館內鋼架雪車、高山滑雪等模擬訓練設備。新京報記者 孫海光 攝
創新
六自由度訓練應用於多個冬季項目
在二七廠科訓基地速滑館一旁便是六自由度館,這裏是雪車、鋼架雪車、高山滑雪等項目電動模擬訓練的地方。通過電動模擬體育訓練系統,運動員可全天候訓練,不受季節、環境等因素影響。目前,六自由度電動模擬體育訓練系統已覆蓋鋼架雪車、雪橇、雪車、高山滑雪、平行迴轉、冬季兩項等項目。
在六自由度館進門處,擺放有一台防眩暈訓練器,這套設備此前多應用於戰鬥機飛行員、航天員等日常訓練。如今,這套設備也應用在自由式滑雪空中技巧、花樣滑冰、雪車等冬季項目日常訓練中。通過防眩暈設備訓練,運動員可提高在空中的定向能力。
除了防眩暈訓練器,鋼架雪車、雪車、高山滑雪等模擬器也在館內一字排開,為各項目運動員提供模擬訓練。“六自由度訓練技術之前主要用於航空模擬訓練,如今首次引入體育領域。利用六自由度平台技術、VR虛擬技術與體育項目數字建模技術相結合,為隊員提供逼真的訓練環境。”二七廠科訓基地科技助力團隊成員宋小東介紹,電動模擬體育訓練系統可以克服季節對冬季項目訓練時長的影響,讓隊員有更多時間瞭解賽道,瞭解這個項目的物理技能。此外,通過模擬系統提供的採集數據,教練員還可以瞭解隊員的技術特點。
宋小東介紹,以鋼架雪車為例,選手每次滑行時間為1分鐘,滑行結束後需攜帶設備坐纜車再回到出發點,這中間時間會比較長。有了這套六自由度電動模擬體育訓練系統後,運動員可隨時滑行,“每次滑行結束後,點下復位鍵就可以重新開始。隊員都不用起身,這樣效率會更高。”滑行的同時,系統還會記錄運動員在每個彎道的速度和時間,通過數據比對,效率會提升很多。
宋小東介紹,隊員們對這套電動模擬訓練系統的反饋都比較好,畢竟在賽道訓練的次數有限,通過這樣的方式可多次模擬訓練,提升對賽道的肌肉記憶。
國內首個體育專業風洞實驗室。新京報記者 孫海光 攝
測試
體育風洞實驗室助力“科技冬奧”
在二七廠科訓基地,有一座綜合風洞館,這裏有國內首個體育專業風洞實驗室。建成一年多來,風洞實驗室已經為400餘名運動員提供了測試,更好地為訓練助力。
風洞主要是用來研究氣動力的一個裝置,一般情況下多運用於航空航天、汽車、土木工程等。如今,風洞也應用到了體育領域。2020年10月,中國首個體育專業風洞實驗室在二七廠科訓基地建成。據中國冰雪科學家、北京交通大學風洞實驗室主任李波介紹,這個風洞實驗室性能指標和功能在國際上處於領先水平,目前已經為夏季、冬季項目400餘名運動員進行了超過2000次測試。
體育風洞實驗室在瑞典、美國等雪上項目強國都有建設,它不僅是體育項目科學訓練的關鍵設備,還是研究氣動減阻的關鍵平台。通過風洞實驗室,可以對運動員服裝面料、頭盔、雪車等器具測試,以找到適合不同運動項目特點、不同材質要求的服裝面料和運動器材,幫助運動員更好地減少空氣阻力,從而創造更好的運動成績。
李波稱,競速類項目要想提高成績,有兩個關鍵:一是提高運動員能力,二是減少運動過程中的阻力。“對冰雪項目來説,主要受到的是運動中的空氣阻力,以及冰面、雪面的摩擦阻力。”李波介紹,以速度滑冰為例,空氣阻力佔到80%,冰面的阻力只有20%,”空氣阻力跟速度有關係,速度越快,受到的阻力就越大,所佔自重就越大。我們要找到一個合適的方法,降低運動過程中空氣阻力對成績的影響,而風洞實驗室正是這樣一種比較高效的科技手段。”
位於二七廠科訓基地的風洞實驗室主要有訓練和測試功能。李波介紹,通常情況下,風洞的風速就是運動員的運動速度,但有時為提高運動員專項能力,也會把風速加大,進而觀察細小變化,給教練員提供參考。
李波介紹,目前已經完成了冬季項目風洞技術研究與應用科技多個攻關,形成了包括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體系,助力“科技冬奧”。
新京報首席記者 孫海光
編輯 王春秋 校對 李立軍