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科技为冰雪健儿插上腾飞翅膀

来源:中国体育报    时间:2022-02-15    作者:葛会忠 彭晓烯

风洞让跳台滑雪训练变得不再受季节气候影响;昔日防空洞变身四季越野滑雪场,为冰雪健儿训练营造全新环境;由我国自主研发的雪蜡车,为打蜡师创造完美工作间……如今的体育竞技舞台,不只是运动技能的比拼,更是科学技术的较量。

北京冬奥会赛程已经过半,中国健儿们在多个项目上取得突破,这离不开运动员和教练员的辛苦付出,也离不开科技助力,科技让他们飞得更高、滑得更快。无论是已经获得2金1银1铜的中国“王牌之师”短道速滑队,还是首次站上冬奥会的北欧两项运动员赵嘉文,他们的训练中都提到了一个设备:风洞。风洞如何从航空航天走进体育领域,显著提高运动员成绩?中国冰雪健儿点滴进步的背后,是科技为他们提供了坚实有力的训练保障服务。

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国产雪蜡车助力冬奥健儿创造佳绩

北京冬奥会既是世界体育的竞技舞台,也是展现中国科技实力的窗口。中国制造的第一台拥有完整自主知识产权的雪蜡车,目前正在张家口赛区为国家越野滑雪队进行全方位保障。越野滑雪是对雪板打蜡要求最高的项目,为国家越野滑雪队服务是对国产雪蜡车的充分信任和肯定。在已经结束的多个越野滑雪项目的比赛中,中国队的比赛成绩与上届相比进步明显。

为全力做好保障工作,山东省专门成立了由省工信厅、省体育局牵头,中国重汽集团、山东省体育产业集团等参与的16人的保障团队,驻扎张家口进行服务保障。保障工作于1月12日正式启动,春节期间工作人员一直坚守一线,至今已连续工作一个月。保障团队在技术服务、制度建设、团队管理、疫情防控等方面进行了周密部署,研究编制了《雪蜡车服务保障手册》《车辆日检制度》《配件点检制度》《空调运行轮替方案》《疫情防控手册》《有关资料拍摄指南》等一系列工作规范,确定了“有事即办、高质高效、团结协作、使命必达”的保障原则,24小时随时待命,提供专业优质服务。

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在这一个月的时间里,雪蜡车为国家越野滑雪队的所有队员提供打蜡服务,平均工作时长在16小时以上,有时连续多日24小时运转,最多每天对600多副雪板进行测试和打蜡工作。在零下20摄氏度的严寒天气和冰雪环境下,保障团队克服重重困难,连续工作,严格执行各项工作制度,使雪蜡车始终处于最佳状态,为打蜡师工作提供了舒适环境。国家越野滑雪队领队、教练、打蜡师、运动员等都对雪蜡车交口称赞,特别是对车辆的低碳环保、智能控制、打蜡台的新颖设计、工作台照明、车厢配饰以及空调新风系统等给予高度评价。

过去中国在越野滑雪项目上的基础比较薄弱,保障能力也比较有限。现在国产雪蜡车的使用为冬奥健儿争创佳绩提供了更好的基础保障。特别值得一提的是,在越野滑雪男子双追逐比赛中,中国选手刘荣胜取得了中国队在冬奥会该项目上的历史最好名次。在越野滑雪男子15公里传统技术比赛中,中国选手尚金财和刘荣胜也都超过了中国队在该项目上的冬奥会历史最好名次。在越野滑雪女子4×5公里接力比赛中,中国女队也实现了新突破,首次进入到前十名。

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风洞:“好风凭借力 送我上青云”

目前我国有三大两小,共五个体育专业风洞,除了在涞源的,还有在北京二七厂冰雪项目科训基地的综合风洞,在秦皇岛国家训练基地的垂直风洞,以及可移动式风洞设备两台。

这些风洞落成之后都得到了充分利用,钢架雪车国家集训队领队孙帆表示,通过风洞的试验,让钢架雪车运动员能知道自己在橇上如何保持最减阻、最省时间的最佳姿态,另一方面通过风洞试验对运动器材进行进一步测试和改进,以提升成绩。 

中国有古诗云:“好风凭借力,送我上青云”。那什么风是“好风”呢?中国冰雪近年就刮起了一阵“好风”,这股风可以帮助运动员找到最佳减阻姿势,飞得更远,滑得更快,跳得更好,这股风也能帮助装备研发人员开发更适合的服装和器材,这股风就是风洞训练设备里吹出来的风。

风洞的风为什么可以帮助运动员训练?首先是不同于需要“靠天吃饭”的雪上训练,风洞训练不受季节气候影响,可以全天候四季开展,这一点跳台滑雪和北欧两项运动员尤其深有体会,这两个项目的运动员需要无保护措施在空中“飞行”数秒,危险系数高,为了保护队员,风太大不能跳,风向多变最好也别跳……以往运动员穿好装备打好蜡在高台之上坐十多分钟甚至半小时还是不能进行训练是常有的事,教练只能临时变更训练计划,休息或进行体能训练。但在有风洞的基地,运动员可以去风洞继续进行跳台动作的优化训练。

其次是不同于雪上训练一次耗时久但真正训练时间有限,风洞训练可以高效利用时间。在涞源跳台滑雪训练科研基地,一个运动员一上午最多只能训练5次左右,飞行时间加起来不过30秒,但在风洞里,运动员可以一次训练就“飞”2分钟。

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那么风洞实验室是如何运转的?我国首个供跳台滑雪运动员使用的风洞实验室,位于河北涞源国家跳台滑雪基地内,2020年12月正式启用。记者曾实地探访过这里。

风洞实验室的一层摆放了一架大型跑台,像是跑步机的放大版,大到可以同时容纳6名队员同时跑步,也可以容纳2名穿着越野滑轮的运动员并排滑行。在运动员进行热身准备工作时,风洞实验室的工作人员在风洞中也在完成对受力天平的调试,这些精密的天平将在随后的训练中精准测量运动员的双脚发力及不同动作产生的阻力。

运动员在跑台上热身结束后穿上连体滑雪服坐上电梯来到实验室三层,他们将在32度的斜坡区域进行“吊飞”训练。两位工作人员掀开可活动的一块垫子,合力将两根支架拉起撑住垫子,在32度斜坡上搭出一个与地面平行的台面。

运动员赵子贺站上平台,穿好雪板,挂上安全绳。风洞实验室工作人员姜雪在跳台滑雪训练装备主控系统上输入给定风速,拥有24片桨叶的超大“电扇”开始运转。随后工作人员将支架放下,台面恢复成斜坡区域的一块普普通通的垫子,没有了支撑的赵子贺则在安全绳的牵引下腾空,牵引力和重力作用下他顺势翻了90度,摇晃着平行于地面,风洞内渐起的气流给予赵子贺第三个力,风速达到24米每秒时处于平衡作用下的赵子贺能在工作人员的帮助下摆出跳台滑雪的空中姿势,并在教练的保护下维持这一空中动作长达2分钟,有效锻炼运动员在空中保持最佳姿态和驾驭雪板飞行的平衡能力,甚至可以调控风速,让运动员体会不同风速下身体的小肌肉群的控制,这是在跳台训练中所不具备的优势。

吊飞仅仅是风洞实验区的一个使用方式,风洞测试区包含水平、倾斜度分别为11度、32度的两个斜坡,可测试运动员助滑、起跳、飞跃等全部技术动作,不仅能够使有效训练时间延长,而且还可以不受天气状况、季节影响,实现四季训练,高效训练。据风洞运营团队负责人盛勇立介绍,涞源的风洞实验室同时为其他竞速类体育运动项目预留接口,是目前世界上同类风洞中最全面的测试风洞,风洞内的风速可达50米/秒,约相当于15级大风,采用专用变频设备控制,可实现千分之一级别的转速控制,是世界上同类风洞中风控最精密的。 

“雪洞”让越野滑雪队实现四季训练

北山公园坐落在吉林市城区腹地,这里空气清新,环境优美。然而这处胜景在二十世纪五六十年代,整座山都掏空挖成了防空洞。后来这里的防空洞需求逐渐消失,被当作停车场、小商品市场以及仓储使用。

2017年变化悄然而至,随后人们称这里为“雪洞”。2019年1月,“雪洞”揭开了庐山真面目,北山四季越野滑雪场正式运营。这是世界第四座、亚洲第一座全天候标准化滑雪专业训练场,也是世界唯一一座利用人防工程改建的“雪洞”。不仅弥补了我国越野滑雪训练场馆的短板,解决了越野滑雪、冬季两项、北欧两项夏季训练的问题,也受到各国专业队和运动员的青睐。

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落成第一年,北山四季越野滑雪场就接待了包括国家体育总局冬管中心越野一队、国家体育总局水上运动管理中心跨界跨项越野队、国家体育总局冬管中心北欧两项二队、黑龙江省、辽宁省、河北省、天津市、以及韩日等31支越野滑雪队来此训练,全年训练超过17000人次,其中649名运动员长期驻训。

为何如此受欢迎,这是由于北山四季越野滑雪场雪道全长1308米,可使用赛道宽度为8米,可容纳500人同时训练。雪道积雪厚度50厘米,基雪为天然雪,表层为人造雪。雪道海拔落差21米,全程三分之一上坡,三分之一下坡,三分之一为平坦赛道。射击区、惩罚圈都按照正式比赛标准修建。雪场内全年保持空气温度零下7摄氏度、雪面温度零下10摄氏度的恒温状态,制冷设备全年365天运营。

除了室内雪道,这里还有约3000平方米的运动员服务中心,配套建设的有1616米的室外雪道、500米民众雪道和四季冰雪体验馆1500平方米。吉林市体育局副局长刘义军表示:“这个雪洞,已经达到了国际一流的水平,雪质条件比欧美的还要好,其中最主要的原因就是雪洞的温度控制得严格,雪道全年都是粉雪状态,不会出现有冰或者太滑太硬的情况。”

据介绍,“雪洞”日常的维护主要包括两方面:一是针对专业训练队的场地维护,在每周一、周三、周五进行三次压雪,对场地的雪面进行打磨和整理,保证雪质;二是日常的巡查和检修。雪洞的工作人员每天上午和下午分别会对雪洞进行巡视,检查机器设备是否正常运行,确定各个设备是否需要保养和检测。

图片来源:新华社、中国体育图片

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