研究飛機(jī)的人研究冰雪運(yùn)動(dòng)，會(huì)打開什么新世界？

■新華社記者趙旭

在北京航空航天大學(xué)附近的一片開闊場(chǎng)地上，一名實(shí)驗(yàn)人員踏上滑板車，俯身目視前方，上半身幾近與地面平行。他的背上有一個(gè)長(zhǎng)約15厘米、直徑約7厘米的銀色桶狀設(shè)備。設(shè)備尾部的風(fēng)葉開始轉(zhuǎn)動(dòng)，滑板車逐漸提速，駛向前方。

“我們正在模擬冰上運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，對(duì)助推器進(jìn)行微調(diào)?！北本┖娇蘸教齑髮W(xué)飛行器適航工程系副教授柯鵬介紹，實(shí)驗(yàn)人員所背設(shè)備由常用于航空模型飛機(jī)的涵道風(fēng)扇改造而成，已在國家隊(duì)備戰(zhàn)冬奧速度類冰上項(xiàng)目的訓(xùn)練中應(yīng)用。

“助推器主要幫助運(yùn)動(dòng)員開展超速訓(xùn)練。在速度類滑冰日常訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員感受到速度較高時(shí)，通常會(huì)下意識(shí)減速。教練員提出需求，希望能研發(fā)助推設(shè)備，用外力幫忙運(yùn)動(dòng)員克服心理障礙，在高速運(yùn)動(dòng)過程中以不減速的方式完成滑行，達(dá)到更高的競(jìng)技水平。”柯鵬說。

2019年起，在國家體育總局牽頭下，柯鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)接國家隊(duì)冬奧訓(xùn)練科技需求，承擔(dān)技術(shù)開發(fā)和相關(guān)服務(wù)保障工作。

航空航天人眼里，冰雪運(yùn)動(dòng)不單單是體育活動(dòng)。他們的視網(wǎng)膜上，仿佛嵌有“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”——雪板、冰刀在冰雪場(chǎng)上滑行、滯空、觸地的每一瞬間，都被實(shí)時(shí)解構(gòu)又重新建構(gòu)為航空航天數(shù)學(xué)模型。訓(xùn)練場(chǎng)邊，柯鵬與團(tuán)隊(duì)目之所及，皆為“雪上飛”和“冰上飛”。

針對(duì)高山滑雪，該團(tuán)隊(duì)借助飛機(jī)空投裝備時(shí)的數(shù)學(xué)模型，輔助運(yùn)動(dòng)員優(yōu)化技戰(zhàn)術(shù)?！案呱交┻\(yùn)動(dòng)和飛機(jī)飛行或空投裝備時(shí)的力學(xué)原理非常相似，比如雪板在雪面上滑動(dòng)的過程與裝備在機(jī)艙里向外滑動(dòng)的過程類似，運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔部分則契合裝備空降過程。”北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院博士后楊涵說。

柯鵬表示，基于相似性，套用航空領(lǐng)域數(shù)學(xué)模型可計(jì)算理想狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)員滑行仿真軌跡，并預(yù)測(cè)理論上的滑行時(shí)間，后比照訓(xùn)練過程中的實(shí)測(cè)軌跡和數(shù)據(jù)，得出分析報(bào)告，為運(yùn)動(dòng)員、教練員提供配速優(yōu)化、姿態(tài)調(diào)整等建議方案。

起步、加速、沖刺……在北京市的中車二七國家冰雪運(yùn)動(dòng)科訓(xùn)基地，搭載著各式測(cè)量部件的小型冰車一邊完成一系列滑行動(dòng)作，一邊“掃視”著冰面數(shù)據(jù)。

除為運(yùn)動(dòng)員本身“賦能”外，該團(tuán)隊(duì)同步聚焦訓(xùn)練場(chǎng)冰面?！氨臏囟?、厚度、軟硬度、場(chǎng)館環(huán)境溫濕度等都會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮。通常情況下，運(yùn)動(dòng)員會(huì)說出他們對(duì)冰面軟硬度的直觀感受，而這種說法只能定性，無法定量，所以我們研發(fā)了可測(cè)量冰面軟硬度的高精度設(shè)備?！北本┖娇蘸教齑髮W(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院助理教授杜鋒表示，用確數(shù)定義冰面，有助于制冰團(tuán)隊(duì)精準(zhǔn)把控施工，確保每次訓(xùn)練時(shí)冰面狀態(tài)保持一致。

在訓(xùn)練場(chǎng)參與測(cè)量的北京航空航天大學(xué)學(xué)生張藝鳴補(bǔ)充說，冰車按照運(yùn)動(dòng)員高速滑行時(shí)的配速前行，測(cè)量設(shè)備實(shí)時(shí)收集冰車在冰面上的劃痕深度和表面溫度等數(shù)據(jù)，可計(jì)算出冰面的各項(xiàng)參數(shù)值。

“作為航空航天人，能借用來自航空的靈感為國家隊(duì)冬奧訓(xùn)練做貢獻(xiàn)，備感榮幸和自豪。”柯鵬說，未來，他們還計(jì)劃讓這些冬奧科技“出圈”，轉(zhuǎn)化為面向大眾的日常裝備，助力冰雪運(yùn)動(dòng)普及。（參與采寫：實(shí)習(xí)生方安然）