楠木軒

風洞科技、鈦合金冰刀等紛紛上陣 科技助力中國冰雪取得突破

由 夏德才 發佈於 體育

“冬奧會和其他大型體育賽事一樣,比拼的不僅是運動員的技戰術能力,更是各個國家的科技水平。”清華大學機械工程系主任汪家道曾在採訪中説過的這句話,可以從一個方面詮釋為何北京冬奧會中國體育代表團被稱為史上規模最大、參賽項目最全、最終能歷史性獲取9金的原因。那麼究竟有哪些具有代表性的科技手段應用到了中國隊的訓練和比賽當中,又起到了怎樣的作用,通過本文一探究竟。

中國冬奧首金背後的科技

短道速滑項目為中國體育代表團取得了北京冬奧會首金,這枚首金背後的服裝、冰刀等科技應用功不可沒。據瞭解,短道速滑隊的戰衣採用了全身防切割技術,同時防切割面料可以將運動員的肌肉牢牢包裹,避免身體晃動對比賽造成影響。減阻方面,據悉服裝從模型入手到面料製造,曾經對比過56種服裝結構,並篩選出最適合中國運動員技戰術特點的比賽服結構,經風洞測試減阻力能提升5%至10%。

任子威(左)奪冠

此外短道速滑隊的冰刀也很有講究。傳統鋁合金材質冰刀在重量和回彈韌性上都有不足,現如今中國短道速滑隊所使用的鈦合金材質冰刀,重量上減重10%以上。其次北京冬奧會週期出現了一款用於加工、研磨變鈍冰刀的數控冰刀磨牀問世,這款機牀搭載三大系統——高精度線激光測量系統、數控冰刀磨牀專用數控系統、數控冰刀磨牀專用夾具系統,可對冰刀弧度進行在線自動測量和數據採集,也可根據運動員量身定製合適的冰刀輪廓曲線,可實現冰刀磨削精度從毫米級到微米級的跨越。

中國短道速滑隊運動員還配備了一款名為單導聯三導聯心電儀的產品,可在訓練比賽期間收集心電、血壓等數據,進行心臟風險篩查。該設備還可根據運動員的最大心率和儲備心率,因人而異安排個性化訓練計劃,傷愈期可通過監控運動員的恢復狀況,提供數據為教練更加科學地為運動員制定恢復計劃或後期訓練計劃。

睡眠期間,該設備也能監控運動員的睡眠質量,通過心率和心電變化,監測呼吸打鼾頻率以及間歇性或假性睡眠等不良睡眠狀態,及時發現隱患,並評估其身體恢復情況。

風洞科技讓訓練時長大大增加

冬奧會項目中最需要利用風的就是跳台滑雪,其次雪車雪橇、高山滑雪等項目,無不需要御風而行。

中國跳台滑雪運動起步較晚,2016年末國家跳台滑雪隊才正式組建,運動員絕大多數都是跨界跨項選材而來,過去國內的訓練場地也有限。為此,在河北淶源跳台滑雪訓練科研基地就建造了這麼一個跳台滑雪專業風洞實驗室。該風洞最大的作用就是模擬一個風場,讓運動員在其中感受風中滑翔的感覺,工作人員則可以實時採集運動員起跳角度、空中姿態、速度、距離等數據用於優化訓練。

跳台滑雪風洞訓練

最重要的,此項風洞技術克服了時間和空間的限制,此前運動員常要去國外訓練,常受制於天氣以及穿脱裝備、乘坐電梯花費大量時間,運動員就算在天氣好的情況下一天下來也僅能跳10至15次,飛翔在空中的“御風”時間也很短。但通過風洞,運動員不僅有效訓練時間得以延長,還可以不受天氣狀況、季節影響,實現四季訓練。

除跳台滑雪風洞外,還有二七廠科訓體育綜合風洞、小型便捷式風洞、垂直風洞等多個風洞,與淶源跳台滑雪專業風洞形成國內風洞訓練設施羣。其中二七廠科訓體育綜合風洞,不僅能夠幫助雪車雪橇運動員感受風中的滑行姿態,也能讓高山滑雪運動員模擬大風下的比賽狀態。據悉二七廠這座綜合風洞冬奧會前為我國15支冰雪運動隊的367名運動員提供了訓練服務。

“雪游龍”裏的潛力無窮

閆文港在“雪游龍”拿到北京冬奧會鋼架雪車項目銅牌,這是我國首枚冬奧會滑道項目獎牌,它的歷史地位不言而喻,要知道中國鋼架雪車隊2015年底才正式組建。

閆文港在比賽中

推車啓動速度是鋼架雪車項目中最關鍵一步,而運動員所穿的鞋更是啓動時重要一環。中國隊運動員所穿的國產鋼架雪車鞋是根據每位運動員的腳型通過3D打印技術量身製作而成,鞋底嵌入了258顆鈦合金鞋釘用於賽時起跑。中國運動員這雙鞋採用了行業獨創的導流板和翼型降阻設計,可使鞋身整體降低風阻10%,採用仿生流體力學設計的導流線可降低壁面摩擦力53.5%,氮科技中底具備耐低温、高回彈的特性,材料回彈率高達82.6%。據悉在2021年數據測試中,同一名運動員使用這款鞋起跑時間相比過去平均優化0.023秒,在以千分秒位決出勝負的鋼架雪車項目中,0.023秒非常可觀。

除此之外北京理工大學團隊還為我國車撬項目打造了一個冬季項目智能訓練管理系統,能夠實現賽道全程運動參數監測、出發段的三維姿態和推橇加速度監測,以及彎道段的路線監測等,有助於運動員從細節出發提升比賽能力。

雪車項目中國隊同樣在參賽規模和參賽成績上取得了突破。2016年中國雪車隊成立時沒有屬於自己的正規賽道,也沒有屬於自己的國產雪車。現如今“雪游龍”盤踞海陀,國產雪車也驚豔亮相北京冬奧會賽場。

國產雪車研發項目組從2019年成立,從剖析一台退役雪車為始進行研究。國產雪車使用了宇航級國產T800級碳纖維材料,外層使用耐高、低温交變韌性專用樹脂。具體到車身,團隊則對重量、尺寸、低風阻、耐衝擊等方面進行了全面研究設計。

2021年1月,第一代國產雪車研製成型。風洞測試顯示,在滿足冬奧會比賽規範的前提下,它的風阻係數較國際同類產品降低了8%。此後再進行優化,2021年9月10日,首批第二代4輛國產雪車正式交付使用,其操控方面、底盤穩定性等方面再有了大幅度提升。