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中國游泳在東京奧運(yùn)摘金奪銀背后,有尖端測量技術(shù)的功勞!

發(fā)布時(shí)間:2021-08-03 作者: 張海潮 來源:環(huán)球網(wǎng) 瀏覽:1998

東京奧運(yùn)會(huì)上,中國游泳運(yùn)動(dòng)員像火箭一樣沖出,克服“泳池阻力”斬金奪銀。香港《南華早報(bào)》消息稱,除了個(gè)人的努力和天賦,中國航天科技集團(tuán)近日透露,中國運(yùn)動(dòng)員的成功部分原因要?dú)w功于運(yùn)用了與洲際導(dǎo)彈相關(guān)的尖端技術(shù)。

南華早報(bào)報(bào)道截圖

據(jù)香港《南華早報(bào)》網(wǎng)站8月2日報(bào)道,中國航天科技集團(tuán)有限公司(CASC)7月30日在其官方微信公號中刊登題為《奪金!奪金!航天科技助力,健兒如虎添翼》的文章。文章提到,中國航天科技集團(tuán)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用在慣性測量與導(dǎo)航、無線通信、視頻輔助導(dǎo)航等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,針對游泳運(yùn)動(dòng)研制了智能測量與數(shù)字訓(xùn)練系統(tǒng),其中直接穿戴的姿態(tài)測量裝置重量僅為16克。該系統(tǒng)可獲得運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)的姿態(tài)、速度、位置、角速度、加速度等運(yùn)動(dòng)信息,通過視頻采集與同步顯示功能,為教練團(tuán)隊(duì)確定訓(xùn)練方案、優(yōu)化技術(shù)動(dòng)作、減小阻力進(jìn)而提高運(yùn)動(dòng)成績提供科學(xué)依據(jù),在聚焦專項(xiàng)技術(shù)能力測試及科學(xué)化訓(xùn)練的“精、準(zhǔn)、快”上取得突破,為提高運(yùn)動(dòng)員競技水平提供幫助。

《南華早報(bào)》對此解讀稱,中國太空科學(xué)家提出了一種火箭(洲際導(dǎo)彈)所用慣導(dǎo)系統(tǒng)的“緊湊版”,可以幫助運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)游泳技術(shù),并減少在水中的阻力。

報(bào)道稱,長期以來,頂級教練一直使用運(yùn)動(dòng)傳感器來監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員在游泳訓(xùn)練中的動(dòng)作——這些傳感器通常類似于在電影行業(yè)中使用的基于相機(jī)的跟蹤系統(tǒng),并捕獲運(yùn)動(dòng)員各身體部位的動(dòng)作。但是到了精英游泳運(yùn)動(dòng)員的層面,肉眼看不到的微小變化都會(huì)產(chǎn)生完全不同的結(jié)果,需要更加強(qiáng)大的技術(shù)來捕獲這些微小信息。中國航天科技集團(tuán)表示,這就是太空科學(xué)家的用武之地。

中國科學(xué)家和游泳運(yùn)動(dòng)員聯(lián)手減少泳池阻力。圖片來源:中國航天科技集團(tuán)有限公司

《南華早報(bào)》稱,當(dāng)導(dǎo)航衛(wèi)星的信號不可用時(shí),洲際彈道導(dǎo)彈要擊中10000多公里以外的目標(biāo),就要使用“慣性制導(dǎo)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)依靠復(fù)雜的陀螺儀來跟蹤導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、確定方位和導(dǎo)彈所處的位置。這種陀螺儀非常精確,但在火箭上采用的也非常笨重。

《南華早報(bào)》引述中國航天科技集團(tuán)的說法稱,科學(xué)家們用了一年多時(shí)間修改該技術(shù),將高精度陀螺儀的重量減輕到十幾克,游泳運(yùn)動(dòng)員可以舒適地將其配戴在肩膀和其他關(guān)節(jié)區(qū)域,而不妨礙其活動(dòng)。然后運(yùn)動(dòng)員被放置在風(fēng)洞中,在他們逆風(fēng)“模擬游泳”時(shí)進(jìn)行跟蹤。這讓科學(xué)家們能夠計(jì)算出不同游泳姿勢產(chǎn)生的精確阻力,然后評估結(jié)果,為游泳選手提出如何改進(jìn)技術(shù)和管理體型的建議。

此外,《南華早報(bào)》稱,中國航天科技集團(tuán)的微信文章還提到,東京奧運(yùn)會(huì)上萬眾矚目奪取金牌的中國賽艇隊(duì),也在訓(xùn)練中使用了風(fēng)洞。不過這也給中國太空科學(xué)家?guī)砹嗽S多挑戰(zhàn),因?yàn)樗麄儽仨毮M水和風(fēng)——這兩種流體的相互作用,以便在12米長的賽艇上找到協(xié)調(diào)4名運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的最佳方式。

《南華早報(bào)》稱,大多數(shù)這些訓(xùn)練是在用于研發(fā)飛機(jī)或?qū)椀脑O(shè)施中進(jìn)行的,只是這些設(shè)施中的精密傳感器并不是為用于活著的、能呼吸、會(huì)流汗的人類而設(shè)計(jì)。

中國航天科技集團(tuán)微信公號文章稱,該集團(tuán)十一院積極落實(shí)集團(tuán)公司關(guān)于將航天技術(shù)應(yīng)用于奧運(yùn)重點(diǎn)項(xiàng)目的要求,將航天空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)與測試技術(shù)應(yīng)用于多項(xiàng)奧運(yùn)比賽項(xiàng)目,滿足不同測試需求,為“科技奧運(yùn)”助力。

四人賽艇的風(fēng)洞試驗(yàn)項(xiàng)目難度較大——賽艇長達(dá)12米,安裝配套裝置復(fù)雜;試驗(yàn)速度僅有6米/秒,載荷只有幾公斤,分辨率要求高,但賽艇、運(yùn)動(dòng)員及支撐裝置重量達(dá)900公斤,測試難度很大;試驗(yàn)要求模擬真實(shí)的比賽條件,在風(fēng)洞中需要模擬水面,且僅測量水面以上部分的氣動(dòng)力。

文章說,為提升中國賽艇隊(duì)訓(xùn)練的科學(xué)性,十一院低速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室針對四人賽艇風(fēng)洞試驗(yàn)項(xiàng)目的要求,利用團(tuán)隊(duì)在航天領(lǐng)域多年累積的設(shè)計(jì)與風(fēng)洞測試方面的專業(yè)知識(shí)和科研成果,科研人員身體力行模擬運(yùn)動(dòng)員抓水、驅(qū)動(dòng)、出水、回槳等不同動(dòng)作姿態(tài)的氣動(dòng)力大小,并對四名運(yùn)動(dòng)員不同編隊(duì)組合對氣動(dòng)阻力的影響進(jìn)行試驗(yàn),成功開發(fā)出一套基于氣浮裝置的三維力測量平臺(tái),測力裝置經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和調(diào)試,完全滿足高精度小載荷風(fēng)洞測試項(xiàng)目的要求,為運(yùn)動(dòng)員的比賽提供科學(xué)的參考。

據(jù)悉,其他國家早前已在使用太空技術(shù),以提高游泳運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)。例如2008年北京奧運(yùn)會(huì)之前,美國國家航空航天局就利用其風(fēng)洞幫助美國游泳隊(duì)尋找阻力最小的泳衣材料,但是因?yàn)椴⒎撬械挠斡具\(yùn)動(dòng)員都能用上該成果,這種覆蓋全身的游泳衣后來被禁止。此外,利用風(fēng)洞進(jìn)行針對性訓(xùn)練已被英國、瑞典、德國、美國、加拿大等國廣泛采用,成為提高運(yùn)動(dòng)員競技成績的重要手段之一。例如英國運(yùn)動(dòng)員就利用自行車風(fēng)洞設(shè)備進(jìn)行訓(xùn)練,在倫敦奧運(yùn)會(huì)上大顯身手。日本利用風(fēng)洞對速度滑冰團(tuán)隊(duì)追逐賽進(jìn)行專門訓(xùn)練后,在2018年平昌冬奧會(huì)打破世界紀(jì)錄,奪得金牌。

報(bào)道提到,據(jù)中國國家體育總局表示,去年在北京建成一個(gè)完全應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)的新風(fēng)洞,以幫助中國運(yùn)動(dòng)員提高國際比賽成績,包括將在中國舉行的下一屆冬季奧運(yùn)會(huì)。

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