運動員風洞模擬訓練的幕后“尖兵”

鋼架雪車風洞測試  北京交通大學供圖

李波團隊交流鋼架雪車風洞測試中的技術問題  北京交通大學供圖

鋼架雪車國家集訓隊運動員在北京交通大學風洞實驗室測試  北京交通大學供圖

李波是中國土木工程學會橋梁與結構工程分會風工程學術委員會委員、北京交通大學土木建筑工程學院教授。這是一抹久違的陽光，有點刺眼又有點新鮮。不久前，他和同事給剛回國的運動員做完第三輪風洞測試，才結束4天的隔離。而自從接手運動員在二七國家冰雪運動訓練科研基地體育綜合風洞的測試和訓練以來，他已經記不清做核酸檢測的具體次數了，“至少60多次，真是連嗓子眼都被捅得麻木了”。

“用科技力量為我國的冰雪項目帶來驚喜，我將義無反顧地堅守。因為一些運動員已經在科技的助力下，創造了歷史。”李波如是說。

還原大風凌冽的場景

冰雪運動基地開放周期短，如何在無冰雪的季節最大程度還原高山滑雪中大風凜冽的場景？

“這就得依靠風洞技術。正常情況下是人在動，運動中形成風。根據相對運動原理，風洞中是反過來的，人不動，風吹到運動員身上。我們利用風洞中的風模擬運動員高速運動的場景。”李波解釋了原理。

在國家有關項目的支持下，李波帶領團隊研發了我國第一套冰雪項目風洞輔助訓練系統，建立了全套風洞技術應用體系。他們還協助建設了我國第一座體育專業風洞。該風洞突破了老廠房尺寸限制，不僅尺寸做到了和國外最先進的體育專業風洞一致，而且最高風速達到了42米/秒，實現了冬季項目全覆蓋。

當然，光有大風吹，并不是風洞模擬訓練。在模擬場景中，李波團隊設計了一個特殊的滑板，運動員可在滑板上練習蹬冰動作；開動跑臺，運動員便可進行輪滑模擬訓練。團隊開發的六自由度系統可滿足不同角度翻轉，常用于雪車雪橇項目訓練。如此一來，冬季項目的訓練就再也不受天氣影響，即便是在盛夏也可以在模擬場景中完成。這在一定程度上解決了冬季項目訓練場地開放周期短、維護成本高的難題。

在多人比賽中，運動員的位置不同，風阻也不盡相同。如何通過團隊配合，最大程度地實現換位減阻？這就要依賴風洞輔助訓練系統實時反饋風速、風阻力、姿態、重心位置、測試指令等數據，后經過科學測算，最終得到運動姿態以及隊列優化方案。

說到風洞技術提供的科研服務，李波常用“人、機、環”三個字概括。“‘人’指的是運動員姿態、模擬訓練；‘機’是用于運動裝備風阻性能的評測，支撐低風阻高性能運動裝備研發，如訓練服、頭盔等；而‘環’是賽道關鍵區域風速、風向的評估，為運動員提供關鍵環境參數。”

辦賽精彩、參賽出彩是北京2022年冬奧會的目標，這就不得不提李波團隊的另一項工作。北京冬奧會延慶賽區位于小海坨山南坡，山上風速變幻萬千，李波帶領團隊通過一系列科技創新，給出了國家高山滑雪中心、國家雪車雪橇中心的關鍵抗風參數，保證了賽區基礎設施、臨時設施建設的順利完成，同時也節省了工程造價。

親身試險 確保安全

每套設備在正式使用之初，李波及團隊成員都會換上遠動員的訓練服，第一個上去試驗。運動員練2～3分鐘，他們就試用4～5分鐘。

有一次，李波戴著一頂毛線帽做模擬訓練，20米/秒的風速刮得他“腦瓜子疼”，疼了整整一周才緩過來。“20米/秒及以上的風速，就一定要帶鋼盔。這是用頭疼換來的教訓。”他笑笑說道。

風險留給自己，安全留給了運動員。“保障運動員的訓練安全，是我們最大的成就。”李波說。就是這樣親身試險，運動員使用該設備至今，無一例安全事故發生。

團隊的工作量巨大，1個姿態吹3個風速、配4張不同角度的姿態監控照片，1個姿態就要出五六頁的測試報告，一共有53個姿態。最多的時候，49頁的中英文報告，團隊成員要在一個晚上全部出完。

成就感填滿心中溝壑

運動員的一輪輪測試有條不紊地進行。第一輪測試，他們幫助運動員實現姿態優化。第二輪測試，他們檢驗了裝備的風阻力。不久前，剛剛結束的第三輪測試，他們幫助運動員選定了最終的參賽裝備。

在各項技術的配合下，在鋼架雪車項目上，李波團隊成功做到風阻減少10.6%。這是一個什么概念？

李波解釋道，風阻減少10%，成績可提高1%。平昌冬奧會時，男子鋼架雪車項目第一名與第六名的差距僅為1.2%。去年11月，中國選手耿文強在鋼架雪車世界杯奧地利因斯布魯克站拿到首個冠軍，為中國鋼架雪車創造了歷史。這意味著我國運動員在爭金奪銀的道路上更有希望。

嘗到了科技賦能奧運的甜頭，就連一開始倔強、謹慎的鋼架雪車國家集訓隊外籍主教練施密德，在看到數據后，也伸出了大拇指，要求和測試團隊合影留念。

為了獎勵他們的付出，國家體育總局授予北京交通大學“中國冰雪科技聯合攻關單位”，授予李波“中國冰雪科學家”榮譽稱號。

第三輪測試時，鋼架雪車的運動員剛從國外回來，冒著可能存在感染的風險，李波挺身而出。“那幾天的經歷，可以用‘悲壯’來形容。”測試結束后，測試組穿著全套防護服轉場隔離；隔離結束后，為了保證學校學生的安全，李波又獨自租房隔離，直到確保安全，才回到實驗室投入到緊張的工作中。

“這又算什么呢？科技助力奧運帶來的成就感，早已經填滿了心中溝壑，我非常期待中國健兒在賽場上賽出好成績，創造新奇跡。”李波爽朗地說道。