11月3日,在北京航空航天大学学院路校区附近的一片开阔场地上,北京航空航天大学飞行器适航工程系副教授柯鹏的硕士研究生张艺鸣(右)和刘畅飞进行助推器实验。新华社记者 任超 摄
新华社北京11月3日电题:研究飞机的人研究冰雪运动,会打开什么新世界?
新华社记者赵旭
在北京航空航天大学附近的一片开阔场地上,一名实验人员踏上滑板车,俯身目视前方,上半身几近与地面平行。他的背上有一个长约15厘米、直径约7厘米的银色桶状设备。设备尾部的风叶开始转动,滑板车逐渐提速,驶向前方。
“我们正在模拟冰上运动场景,对助推器进行微调。”北京航空航天大学飞行器适航工程系副教授柯鹏介绍,实验人员所背设备由常用于航空模型飞机的涵道风扇改造而成,已在国家队备战冬奥速度类冰上项目的训练中应用。
“助推器主要帮助运动员开展超速训练。在速度类滑冰日常训练中,运动员感受到速度较高时,通常会下意识减速。教练员提出需求,希望能研发助推设备,用外力帮忙运动员克服心理障碍,在高速运动过程中以不减速的方式完成滑行,达到更高的竞技水平。”柯鹏说。
2019年起,在国家体育总局牵头下,柯鹏带领团队对接国家队冬奥训练科技需求,承担技术开发和相关服务保障工作。
航空航天人眼里,冰雪运动不单单是体育活动。他们的视网膜上,仿佛嵌有“增强现实”——雪板、冰刀在冰雪场上滑行、滞空、触地的每一瞬间,都被实时解构又重新建构为航空航天数学模型。训练场边,柯鹏与团队目之所及,皆为“雪上飞”和“冰上飞”。
针对高山滑雪,该团队借助飞机空投装备时的数学模型,辅助运动员优化技战术。“高山滑雪运动和飞机飞行或空投装备时的力学原理非常相似,比如雪板在雪面上滑动的过程与装备在机舱里向外滑动的过程类似,运动员在空中滑翔部分则契合装备空降过程。”北京航空航天大学航空科学与工程学院博士后杨涵说。
柯鹏表示,基于相似性,套用航空领域数学模型可计算理想状态下运动员滑行仿真轨迹,并预测理论上的滑行时间,后比照训练过程中的实测轨迹和数据,得出分析报告,为运动员、教练员提供配速优化、姿态调整等建议方案。
起步、加速、冲刺……在北京市的中车二七国家冰雪运动科训基地,搭载着各式测量部件的小型冰车一边完成一系列滑行动作,一边“扫视”着冰面数据。
除为运动员本身“赋能”外,该团队同步聚焦训练场冰面。“冰的温度、厚度、软硬度、场馆环境温湿度等都会影响运动员发挥。通常情况下,运动员会说出他们对冰面软硬度的直观感受,而这种说法只能定性,无法定量,所以我们研发了可测量冰面软硬度的高精度设备。”北京航空航天大学交通科学与工程学院助理教授杜锋表示,用确数定义冰面,有助于制冰团队精准把控施工,确保每次训练时冰面状态保持一致。
在训练场参与测量的北京航空航天大学学生张艺鸣补充说,冰车按照运动员高速滑行时的配速前行,测量设备实时收集冰车在冰面上的划痕深度和表面温度等数据,可计算出冰面的各项参数值。
“作为航空航天人,能借用来自航空的灵感为国家队冬奥训练做贡献,备感荣幸和自豪。”柯鹏说,未来,他们还计划让这些冬奥科技“出圈”,转化为面向大众的日常装备,助力冰雪运动普及。(参与采写:实习生方安然)
11月3日,在北京航空航天大学学院路校区附近的一片开阔场地上,北京航空航天大学飞行器适航工程系副教授柯鹏(右)与他的硕士研究生张艺鸣(左)、刘畅飞在助推器实验前交流。新华社记者 任超 摄