坐缆车到高台,走到当天设定的训练高度。跳台滑雪运动员坐在扶手上,等待教练的指令,放下双手,迅速滑下陡坡,如左箭头冲出滑梯,只为在空中飞行近5秒。
跳台滑雪被称为“最接近天空的雪上项目”。对于运动员来说,完成训练过程需要十几分钟。如遇天气变化,他们需要在高台上长时间等待,甚至临时取消训练。考虑到落地时膝盖的承受能力,天气好的时候一天下来可以跳10到15次,飞行时间只有80秒。
这么短的比赛时间,跳台滑雪运动员如何摆脱天气限制和伤病风险,加强训练?运动风洞为跳台滑雪运动员插上了科技的“翅膀”,帮助他们更好地掌握“逆风飞行”的能力。
近日,记者来到位于河北涞源的跳台滑雪训练研究基地,国内首个跳台滑雪专业风洞实验室正在为参训学员进行跳台优化训练。
风洞实验室一楼有一台大型跑步机,就像一台超大跑步机,可以容纳6名运动员同时跑步,两名运动员穿着越野滑轮并排滑行。当运动员准备热身时,工作人员会在风洞中调试力的平衡。该仪器将精确测量运动员足部所受的力以及后续训练中不同动作和姿势的摩擦阻力。
跑上台热身后,运动员要穿上连体滑雪服,乘坐电梯到实验室三楼,在32度斜坡区域进行“飞行”训练。两个工人举起一个可移动的垫子,将两个支架拉在一起支撑垫子,并在32度的斜坡上设置了一个平行于地面的台面。为什么设置为32度?“科技冬奥”专项——“冬季运动降阻关键技术与平台研究”项目负责人、清华大学机械工程学院副院长王家道教授告诉记者,在跳台滑雪项目中,运动员在空中飞行时与地面呈32度的滑行姿势占了很高的比例,这恰恰是重力与空气阻力的夹角。
当风洞中给出风速时,超大型“电风扇”开始运转,运动员在安全绳的牵引下飞行,风洞中上升的气流给运动员托举。当运动员处于应激平衡状态时,在工作人员的帮助下,运动员应做出跳台滑雪的空中飞行姿势,并在教练的保护下保持这种空中运动几分钟,以有效提高运动员在空中保持最佳姿势和控制滑雪板飞行的平衡能力。
飞行训练只是运动风洞的功能之一。隧道试验区内径长64米,宽20米,高17米,包括11度和32度两个坡度。可以对运动员进行滑行、起跳、飞行阶段的模拟训练,既延长了有效训练时间,又实现了不受天气条件和季节影响的四季训练和高效训练。
借助风洞试验,跳台滑雪运动员的飞行姿态由平行单板滑雪变为V型运动。因为与平行滑雪板相比,V型姿势可以减少28%的风阻,提供更多的升力。此外,运动员在飞行过程中需要依靠手臂摆动来控制身体平衡,这一技能的掌握也需要在风洞设备中不断加强。
王家道介绍,运动风洞已在日本、英国、美国、瑞典等冰雪项目强国建成。它不仅是体育赛事科学训练的关键设备,也是研究空气动力减阻的关键平台。在风洞实验室中,可以对运动员的服装面料、头盔、雪地车等装备进行测试,找到适合不同运动特点和不同材料要求的服装面料和运动装备,帮助运动员更好地降低空气阻力。
据了解,在“科技冬奥”专项支持下,国家体育总局、冬季运动管理中心统筹规划,我国建成了包括二七厂科技训练基地运动综合风洞、涞源跳台滑雪专业风洞在内的运动风洞集群。冬季运动管理中心还与北京交通大学风洞实验室合作开展冬季项目风洞技术研究,攻关应用科技,形成了冬季项目风洞训练体系、运动姿态优化减阻技术、队列优化减阻技术和赛道。随着应用技术的成熟,未来可能会应用于大众体育。