“不同的环境风,不同的运动速率,不同的身体重量,不同的翱翔姿态,都会产生与之对应的空气变革规律,这便是专业所说的空气动力学特性。”中国航空工业集团有限公司空气动力研究院(以下简称航空工业气动院)院长、中国冰雪科学顾问袁立见告科技日报。
袁立见告,经由一年多的风洞赞助演习和打算流体力学研究,航空工业气动院利用航空风洞科技,使中国跳台滑雪运动员成绩得到历史性打破——男子运动员首次跳过140米,女子运动员在国际积分赛中首次得到分站第一名,终极中国跳台滑雪队拿到了3张北京冬奥会“入场券”。
风洞,因此人工的办法产生并掌握气流,用来仿照翱翔器或实体周围气体的流动情形,是进行空气动力实验最常用、最有效的工具,被誉为空气动力学技能发展的“先行官”。基本事理可以理解为,现实运动过程中是“物体运动,空气不动”,风洞中是“空气运动,物体不动”,进而仿照空气与物体间相互运动产生的空气动力学特性。
“利用风洞,可以得到运动过程中的受力、速率、角度和旋转速率等参数,进而可以剖析确定装备操控及身体的最佳姿势;通过流动显示技能,将测试物体周围气流流动特性可视化,剖析和判读更加直不雅观方便。”航空工业气动院技能专家、中国冰雪科学家王崇利说。
2019年,在得知我国跳台运动员每年都得专程到国外进行风洞演习,韶光本钱和经济本钱都极高之后,航空工业气动院主动联合国家体育总局,利用航空空气动力学事理,跨界为中国跳台滑雪项目量身打造了两类共三座体育专用风洞,个中,建于涞源的综合性体育风洞是全天下同类风洞中尺寸最大、测试功能最全面的体育空气动力试验举动步伐。
跳台滑雪运动和风洞科技碰撞出了绚丽的火花。在冰雪国家队一年多的风洞演习过程中,航空工业气动院科技职员一贯陪伴在冰雪运动员身边,与跳台滑雪国家队充分互换,形成了从助滑、起跳到翱翔的体系化科学演习方案。
“在跳台滑雪助滑和起跳过程中,运动员的雪板是在固定的U形雪道中高速滑下,脚步发力状态不同,会导致雪板不可避免地剐蹭两侧雪道,进而导致下滑速率的丢失。”王崇利说,通过风洞演习,可在仿照相对风速下,通过测力平台中的仪器精准丈量运动员的双脚发力及不同动作姿态受到的摩擦阻力,来综合评估运动员脚步发力情形和起跳角度,从而改进助滑和起跳姿势,提高出台速率。
“吊飞”是跳台滑雪中的一项主要演习。当风洞给定风速,超大“电扇”开始运转,运动员在安全绳的牵引下腾空,风洞内渐起的相对气流给予运动员气动升力。“在运动员处于空气动力和身体重力受力平衡状态时,运动员可做出跳台滑雪的空中翱翔姿势,并在风洞中可以放心地考试测验调度身体姿态,来体会对付身体平衡性的影响,有效提升运动员在空中保持最佳姿态驾驭雪板翱翔的平衡能力。”王崇利说。
据袁立先容,除风洞赞助科研演习外,航空工业气动院另一项核心技能——打算流体力学(CFD),也为跳台滑雪研究供应了更加有效的助力手段,通过人体姿态三维扫描技能对跳台滑雪国家队队员开展了助滑和翱翔姿态的三维建模,由于是采取打算机仿照手段,因此可以得到运动员身体绕流和身体各部位空气压力信息,通过对不同姿态下人体绕流和受到的升阻力剖析,可辨识影响运动成绩的紧张成分,为国家队优化技能动作供应了量化参考。( 矫 阳)
来源: 科技日报