記錄“科技冬奧”的精彩,講述中國冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展和科技創(chuàng)新的新時(shí)代故事
《人民冰雪·冰雪科技談》:“風(fēng)洞”減阻 讓科技冬奧的魅力無限
2022年北京冬奧會(huì)的籌辦過程,為中國冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展提供了巨大動(dòng)力。科技創(chuàng)新,成為中國冰雪運(yùn)動(dòng)前進(jìn)道路上嘹亮的號(hào)角。在科學(xué)技術(shù)部社會(huì)發(fā)展科技司與中國21世紀(jì)議程管理中心的聯(lián)合指導(dǎo)下,人民網(wǎng)人民體育推出大型科普融媒體節(jié)目《人民冰雪·冰雪科技談》,以“中國冰雪運(yùn)動(dòng)的科技創(chuàng)新之路”為主題,主要圍繞國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)的創(chuàng)新成果,從辦賽、參賽、觀賽、安全保障和綜合示范五個(gè)維度,全面展現(xiàn)開展現(xiàn)代冰雪運(yùn)動(dòng)所必備的科技支撐力量,展示我國冰雪科技領(lǐng)域取得的令人矚目的創(chuàng)新成果,普及最前沿的冰雪科技知識(shí)、記錄“科技冬奧”的精彩,講述中國冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展和科技創(chuàng)新的新時(shí)代故事,留下“科技冬奧”全景式融媒體歷史檔案。
冬奧會(huì)絕大多數(shù)為競速項(xiàng)目,競速項(xiàng)目成績的提高對(duì)冬奧會(huì)整體水平的提高至關(guān)重要。近日,冬季項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)減阻關(guān)鍵技術(shù)及平臺(tái)研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)機(jī)械工程系主任汪家道教授從科學(xué)減阻的角度介紹冰雪競速項(xiàng)目上的減阻科學(xué)、技巧、裝備研發(fā)情況。
汪家道表示,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)開展了冬季項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)減阻關(guān)鍵技術(shù)及平臺(tái)研究項(xiàng)目,基于體育風(fēng)洞、氣動(dòng)及摩擦阻力測(cè)評(píng)裝備等建設(shè),形成國際一流競速類運(yùn)動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)研究與支持平臺(tái)。此外,面向冬季競速項(xiàng)目氣動(dòng)及冰雪表面摩擦減阻開展研究,在實(shí)現(xiàn)姿態(tài)優(yōu)化、裝備減阻、摩擦調(diào)控等領(lǐng)域獲得理論和關(guān)鍵技術(shù)突破,發(fā)展雪車、頭盔、滑板等減阻裝備和用蠟,實(shí)現(xiàn)冬奧競速項(xiàng)目大幅減阻,助力運(yùn)動(dòng)員實(shí)現(xiàn)“更高”“更快”目標(biāo)。
據(jù)介紹,競速項(xiàng)目靠速度取勝,在冰雪運(yùn)動(dòng)過程中,有速度就會(huì)與空氣產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),就會(huì)感覺有風(fēng),這部分風(fēng)就會(huì)產(chǎn)生阻力,叫風(fēng)阻。同時(shí),要運(yùn)動(dòng),就必須跟地面有相對(duì)運(yùn)動(dòng),在冰雪項(xiàng)目中,地面要么是冰、要么是雪,冰雪會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力。這兩部分阻力,構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目前進(jìn)過程中的總阻力。運(yùn)動(dòng)減阻主要是通過空氣阻力和冰雪摩擦阻力的減小,來提高運(yùn)動(dòng)員的成績。
運(yùn)動(dòng)過程中,運(yùn)動(dòng)員是運(yùn)動(dòng)的,空氣是靜止的,這時(shí)候進(jìn)行阻力測(cè)量很不容易。那怎么辦?汪家道表示,通過建風(fēng)洞,讓運(yùn)動(dòng)員不動(dòng),讓空氣流動(dòng)。風(fēng)洞建在一個(gè)封閉的環(huán)境中,通過大風(fēng)扇,風(fēng)能動(dòng)起來,這時(shí)身處其中的人不動(dòng),同樣可以造成運(yùn)動(dòng)過程中的風(fēng)場(chǎng)。“比如滑冰和滑雪,運(yùn)動(dòng)員在空氣當(dāng)中受到的阻力,在風(fēng)洞里面可以測(cè)試,對(duì)于他們的生理生化指標(biāo),也可以監(jiān)控。”
汪家道表示,運(yùn)動(dòng)員在前進(jìn)過程中會(huì)保持比較優(yōu)勢(shì)的姿態(tài),這個(gè)姿態(tài)產(chǎn)生的空氣阻力比較小。而通過風(fēng)洞減阻測(cè)試,提出優(yōu)化方案,運(yùn)動(dòng)員結(jié)合自己的能力,優(yōu)化自己的姿態(tài)。通過強(qiáng)化訓(xùn)練,可以明顯提高前進(jìn)速度。
冰上運(yùn)動(dòng)對(duì)冰刀的要求有兩個(gè),一個(gè)是滑行前進(jìn)方向摩擦阻力要小,另一個(gè)是蹬踏時(shí)前進(jìn)的動(dòng)力要大,這樣才能滑得遠(yuǎn)。可是,這兩點(diǎn)在很多情況下是矛盾的,怎么辦?汪家道介紹,為了兼顧兩方面,冰刀做成類似三明治的結(jié)構(gòu),讓冰刀兩個(gè)側(cè)面硬度高,中間硬度稍低。這樣,冰刀在側(cè)滑過程中,冰刃比較鋒利,比較耐磨,從而提高了側(cè)向蹬踏力,減小了摩擦阻力。經(jīng)測(cè)算,蹬踏率可提高20%—30%,摩擦阻力可減小10%左右。
“冬奧會(huì)和其他大型體育賽事一樣,比拼的不僅是運(yùn)動(dòng)員的技戰(zhàn)能力,更是各個(gè)國家的科技水平。比如風(fēng)洞,它體現(xiàn)的是一個(gè)國家的實(shí)力。再比如裝備,由于科技水平的提高,運(yùn)動(dòng)員可以用上更好的裝備,在賽場(chǎng)上就能占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)。這也是科技冬奧的魅力所在。”汪家道說。(配文:喬業(yè)瓊)
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《人民冰雪·冰雪科技談》:冰雪大跳臺(tái)——最驚險(xiǎn)的舞臺(tái)
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