北京航空航天大学︱航天技术为运动员“开挂”(2)
柯鹏介绍,这是一个mini的涡扇发动机,由航空模型飞机的涵道风扇改造而成,它长约15厘米、直径约7厘米,是轻巧的银色桶状设备,背在运动员的后背上,启动机器,风叶转动,它就像推动一辆航空器一样,推着踩着冰刀、或滑着轮滑的人向前走,这样可以在运动员竞速时,给他一个更高速的助推。
这不是给运动员“开挂”吗?柯鹏笑着解释说,这可不能用在比赛上,这是训练运动员的设备。比如运动员在高速滑行时,有时碍于各种原因,难以进一步提速,甚至有时在转弯时会下意识降速。那么助推器给了他一个被动的动力,让他体验超速的感觉,并在超速中完成力量、技巧上的控制,当他体验并习惯高速运动后,也能够自己创造更高的速度达成竞技目标,也会减少“刹车”。
但是在这项设备的研发中,团队也遇到了难题。柯鹏说,当时希望能出个运动员测试这个设备,需要全力滑行500米,再背上机器滑行五百米,比较一下数据。教练一听要让运动员连续滑两次500米,立刻就不同意了。
这时,科学家们才了解到,全力滑行对运动员的体能消耗是非常大的。比如过去的夏奥会上,苏炳添完成9秒83的成绩后,隔了两个多小时再跑第二个100米,就很难达到开始的成绩。因此,连续两个同样500米的滑行,是运动员无法高质量完成的任务。
在充分了解情况后,科学家和运动队提出了一个解决方案,这个测试分阶段完成。滑行500米在充分的休息后,再由运动员背着机器再次滑行。
测试下来,果然数据很好,柯鹏说,助推器让运动员速度至少提升了10%,不仅测试的运动员感到很兴奋,其他现场的运动员也表示要试一试。这个“神器”研发成功了。如今已经运用在了运动队的冰雪训练计划中。
从2019年至今,柯鹏团队让体育运动竞技看到了更多可能。但这背后也有艰辛,柯鹏笑着说,长期和冰雪作战,团队里每个成员基本上都被冻感冒过。但没有一个学生和老师叫苦,责任感让他们坚持至今。
他表示,即使在奥运会结束的未来,备战冬奥所留下的科学态度和精神财富都将继续在高校中传承。
“测冰神器”给出制冰答案
赛场上的“黑科技”始于人,又不止于人。为帮助冰场提高冰面质量,北京航空航天大学交通科学与工程学院副教授柯鹏带领团队研发了“测冰神器”。
测冰车在测冰。受访者供图
“我国运动员水平非常高,冰面好不好他们感觉非常明显。”柯鹏回忆,在2021年3、4月份,他们冰场有一块区域谁都不愿意用,“明明并列排着的两块冰,为啥这个好,那个就不好呢?当时大家都很疑惑。”
于是,柯鹏团队研发了测试装置,从温度、厚度、硬度、摩擦系数等方面对冰面进行测试。其中一个装置就是一个小冰车,车下是冰刀,科学家将涵道风扇装到了冰车上,推动小车在冰上模拟运动员的压力条件、滑行速度和滑行过程,利用车上高精度的传感器,测试冰面的情况,从而获得具体的参数,从理论层面对制冰师提出要求。
柯鹏介绍,测冰车已经过多次优化和完善,在国内多个大型冰场实地应用。不仅能测试冰,还可以测试设备。“比如同一块冰我们可以测试不同的冰刀,同一把冰刀可以测试不同的冰。”
大数据应用也会引入其中,柯鹏透露,当测冰车获得的数据积累到一定程度,就可以不需要小冰车,借助数据库后期可通过相应指标参数,算出冰面情况。
采写 新京报记者 刘洋
文章来源:《飞行力学》 网址: http://www.fxlxzz.cn/zonghexinwen/2022/0111/588.html