《人民冰雪·冰雪科技談》：“風洞”減阻讓科技冬奧的魅力無限

2022年02月03日08:53 | 來源：人民網(wǎng)

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2022年北京冬奧會的籌辦過程，為中國冰雪運動發(fā)展提供了巨大動力。科技創(chuàng)新，成為中國冰雪運動前進道路上嘹亮的號角。在科學技術部社會發(fā)展科技司與中國21世紀議程管理中心的聯(lián)合指導下，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“中國冰雪運動的科技創(chuàng)新之路”為主題，主要圍繞國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項的創(chuàng)新成果，從辦賽、參賽、觀賽、安全保障和綜合示范五個維度，全面展現(xiàn)開展現(xiàn)代冰雪運動所必備的科技支撐力量，展示我國冰雪科技領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、記錄“科技冬奧”的精彩，講述中國冰雪運動發(fā)展和科技創(chuàng)新的新時代故事，留下“科技冬奧”全景式融媒體歷史檔案。

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冬奧會絕大多數(shù)為競速項目，競速項目成績的提高對冬奧會整體水平的提高至關重要。近日，冬季項目運動減阻關鍵技術及平臺研究項目負責人、清華大學機械工程系主任汪家道教授從科學減阻的角度介紹冰雪競速項目上的減阻科學、技巧、裝備研發(fā)情況。

汪家道表示，國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項開展了冬季項目運動減阻關鍵技術及平臺研究項目，基于體育風洞、氣動及摩擦阻力測評裝備等建設，形成國際一流競速類運動可持續(xù)發(fā)展的技術研究與支持平臺。此外，面向冬季競速項目氣動及冰雪表面摩擦減阻開展研究，在實現(xiàn)姿態(tài)優(yōu)化、裝備減阻、摩擦調控等領域獲得理論和關鍵技術突破，發(fā)展雪車、頭盔、滑板等減阻裝備和用蠟，實現(xiàn)冬奧競速項目大幅減阻，助力運動員實現(xiàn)“更高”“更快”目標。

據(jù)介紹，競速項目靠速度取勝，在冰雪運動過程中，有速度就會與空氣產(chǎn)生相對運動，就會感覺有風，這部分風就會產(chǎn)生阻力，叫風阻。同時，要運動，就必須跟地面有相對運動，在冰雪項目中，地面要么是冰、要么是雪，冰雪會產(chǎn)生摩擦阻力。這兩部分阻力，構成了運動項目前進過程中的總阻力。運動減阻主要是通過空氣阻力和冰雪摩擦阻力的減小，來提高運動員的成績。

運動過程中，運動員是運動的，空氣是靜止的，這時候進行阻力測量很不容易。那怎么辦？汪家道表示，通過建風洞，讓運動員不動，讓空氣流動。風洞建在一個封閉的環(huán)境中，通過大風扇，風能動起來，這時身處其中的人不動，同樣可以造成運動過程中的風場。“比如滑冰和滑雪，運動員在空氣當中受到的阻力，在風洞里面可以測試，對于他們的生理生化指標，也可以監(jiān)控。”

汪家道表示，運動員在前進過程中會保持比較優(yōu)勢的姿態(tài)，這個姿態(tài)產(chǎn)生的空氣阻力比較小。而通過風洞減阻測試，提出優(yōu)化方案，運動員結合自己的能力，優(yōu)化自己的姿態(tài)。通過強化訓練，可以明顯提高前進速度。

冰上運動對冰刀的要求有兩個，一個是滑行前進方向摩擦阻力要小，另一個是蹬踏時前進的動力要大，這樣才能滑得遠。可是，這兩點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構，讓冰刀兩個側面硬度高，中間硬度稍低。這樣，冰刀在側滑過程中，冰刃比較鋒利，比較耐磨，從而提高了側向蹬踏力，減小了摩擦阻力。經(jīng)測算，蹬踏率可提高20%—30%，摩擦阻力可減小10%左右。

“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(zhàn)能力，更是各個國家的科技水平。比如風洞，它體現(xiàn)的是一個國家的實力。再比如裝備，由于科技水平的提高，運動員可以用上更好的裝備，在賽場上就能占據(jù)一定的優(yōu)勢。這也是科技冬奧的魅力所在。”汪家道說。（配文：喬業(yè)瓊）