迎“风”而行的“驭风人”

编辑:仇静琬  来源:搜狐体育  2022-02-15 14:29:42

导读 北京时间2月15日,北京冬奥会的比赛已经进入了最后一周。冬奥健儿在不同赛场,创造着一个又一个的历史性突破。这些突破是运动员们的拼搏的
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迎“风”而行的“驭风人”

北京时间2月15日,北京冬奥会的比赛已经进入了最后一周。冬奥健儿在不同赛场,创造着一个又一个的历史性突破。这些突破是运动员们的拼搏的结果,也离不开赛场外的一群与风打交道的人。

无论是将中国传统文化与现代科技完美结合的主火炬“大雪花”,还是高山滑降项目成功完赛、获得国际奥组委主席巴赫先生礼物的徐铭甫,无论是钢架雪车项目取得历史性突破、站上领奖台的闫文港,还是速度滑冰项目打破冬奥会记录、勇夺金牌的高亭宇,这些都离不开这样一支队伍——他们了解风、分析风、利用风,他们负责将想象和创新落地。

这支队伍,就是北京交通大学风洞实验室。

李波教授是风洞实验室的主任。2021年7月,李波接到了一项关于冬奥会开幕式的秘密任务——为冬奥会主火炬“大雪花”的点火仪式提供技术保障,让风的影响消失。

时间紧迫,任务重大。在最初方案中,“大雪花”总是控制不住地摇摆,火炬手根本无法将火炬插入到大雪花中。“和风死磕到底!”经过一轮又一轮的方案研讨、风洞试验、计算分析,风洞实验室的成员和设计团队一起将方案调整为“支架+悬吊”,保证了火炬手能够将火炬准确插入那朵惊艳全世界的“大雪花”,稳稳地升起来、转起来、亮起来,献给全世界一场属于中国人的浪漫。

成绩飞跃的秘密——风洞

实际上,风洞实验室的工作早在四年前就展开了。2018年起,李波和团队成员们就开始投入到冬奥场馆建设与运动员风洞测试中。

在2018年平昌冬奥会的102个小项中,中国运动员仅仅参加了其中的55个。在北京冬奥会,如何在其他项目上实现从无到有的突破?风洞实验室的成员们回想起2008年的北京奥运会,当时英国自行车队突然爆发,一举夺得8枚金牌,此后三届奥运会,又豪取20枚金牌,他们有什么秘密? 2018年12月,李波跟随国家体育总局赴英国考察,在伦敦同当时英国队的主教练以及传奇运动员进行了会谈,他们无一例外的提到了风洞技术。

风洞技术在中国的运用并不鲜见,在航空航天、高速铁路、土木工程等领域都取得了辉煌成就,但将风洞技术应用于竞技体育此前还是一片空白。正是英国的这次经历,开启了中国冰雪项目风洞技术研发之路。

依托北京交通大学风洞实验室,李波和同事们从零开始,经过一轮又一轮的摸索,研发出了我国第一套冰雪项目风洞辅助训练系统,建立了全套冰雪项目风洞技术应用体系,还根据摸索出来的经验,协助国家体育总局规划建设了功能齐全、技术一流的体育专业风洞集群。

2020年10月25日,风洞实验室参与协助建设的、我国第一座体育专业风洞在二七基地落成。此后,李波和他的同事们便在这座风洞承担起了国家队的风洞测试任务,风洞技术开始了大规模应用,实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越式发展。

竞技体育风洞零到一的突破

钢架雪车是进行风洞测试最多的运动队,共进行了五轮。应用姿态风阻优化技术,研究人员们对钢架雪车队运动员的滑行姿态进行了风阻优化,平均减阻率达到了11.68%。同时,为了增强实战性,在测试中还专门设计了赛道。

钢架雪车队风洞测试的风速需要达到126km/h,危险系数高。为了保证运动员的安全,设计的每套装置安装完毕后,李波都亲自上去第一个试用,如果运动员每组测试是2分钟,那么他就得按5分钟去试用,只有他自己确认没问题了,才能让运动员上去测试。正是由于有这样的措施,在总共完成的2504人次的运动员风洞测试中,没有出现过任何安全问题。

2022年1月12日,钢架雪车队的最后一轮风洞测试完成。由于运动队当时刚回国,测试结束后,技术人员和运动员们只能隔着玻璃留下一张合影,然后按照防疫要求,身穿全套防护服转场隔离。在北京冬奥会钢架雪车比赛中,我国选手闫文港勇夺铜牌,站上了冬奥会的领奖台,实现了我国车撬类项目的历史性突破。从2018年12月28日的第1次风洞测试,再到2022年1月12日的最后一轮风洞测试,从刚开始的配合生疏,到最后按防疫要求隔着玻璃完成测试,风洞实验室和钢架雪车国家队共同经历了竞技体育风洞应用技术从“0”到“1”的跨越,这段历程,充满了汗水和泪水,但他们咬牙坚持了下来。

十五支国家队的助力

实际上,在北京冬奥会的备战中,这一群人与时间赛跑,不断创新,将风洞技术应用到了15支国家队:短道速滑、速度滑冰、高山滑雪、越野滑雪、钢架雪车、雪橇……除了减阻,团队还创新性利用风。在二七基地的速滑馆,他们和教练团队一起开发了风扇助推系统,利用风扇生成顺风环境,帮助高亭宇提高滑行速度,通过这种超速训练让运动员形成肌肉记忆,提高成绩。在高亭宇夺得我国速度滑冰男子项目首枚金牌的背后,是不断创新的科学训练方法。

赛时环境风是影响雪上项目运动表现的主要因素,尤其是技巧类项目最为关键的出台速度,如谷爱凌、苏翊鸣参加的大跳台项目,需要根据赛道风速调整助滑线路来控制出台速度;徐梦桃参加的自由式滑雪空中技巧项目,需要根据赛道风速调整出发点位置来控制出台速度。2021年3月,团队便开始利用模型风洞试验,结合历史气象数据对北京冬奥会首钢大跳台、云顶滑雪公园等主要赛道的赛时风速风向进行评估。运动员取得一系列好成绩的背后,是系统化、精细化的科学保障,这里面承载着无数个团队日以继夜的付出。

在延庆赛区国家高山滑雪中心,风洞技术得到了全面应用。抗风、防风是国家高山滑雪中心工程建设的关键,而高山滑降项目又被称为冰雪项目中王冠上的钻石,比赛难度极大,是全面项目参赛的难点。2018年,风洞实验室成员们就通过风洞试验确定了不同区域的设计风速,既保证了安全又节省了工程造价。2019年,完成滑降赛道出发区的赛时风环境评估,设置雪道挡风墙。此后,又进行了国家高山滑雪队的风洞测试和训练,帮助运动队提高竞技水平。2021年,完成临时看台抗风试验,并搭建了赛时监测系统,为现场观赛和媒体转播提供保障。当我国高山滑降运动员徐铭甫成功完赛后,国际奥委会主席巴赫先生第一时间赠送了礼物,祝贺中国队的又一次突破。

从“办赛”,再到“参赛”“观赛”,风洞技术为北京2022年冬奥会提供了全方面的科技助力,回想北京2008年奥运会时,还只是将风洞技术应用于场馆的抗风设计,这个变化,不正说明了中国从“站起来”到“强起来”的跨越吗?

北京冬奥会是机遇,同时也是挑战。李波说:“都说我是冬奥‘驭风人’,其实我是迎‘风’而行。我们利用风洞技术,为实现办赛精彩、参赛出彩的目标不断创新。”

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