這里的“吹”，是字面的意思，也就是吹風(fēng)。從飛機上天、汽車省油、建筑安全到提高運動成績，都離不開“吹風(fēng)”，今天我們就來聊聊”吹“和冬奧之間的關(guān)系。

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體育風(fēng)洞集群是什么？

要吹風(fēng)，就得有風(fēng)洞。風(fēng)洞實驗室的作用，是產(chǎn)生氣流吹過物體，以研究物體對氣流的影響，常用于空氣阻力等方面的研究。

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風(fēng)洞的形狀和功率，與用途密切相關(guān)。航空器、高鐵往往形狀扁速度快，因此測試風(fēng)洞寬且矮，測試風(fēng)速較高，而人則多是站立運動且速度慢，因此體育專業(yè)風(fēng)洞一般高且窄，測試風(fēng)速較低。而且，不同體育項目所需要的風(fēng)洞還常常不同，為此，我國建立了風(fēng)洞集群，也就是一系列尺寸、功能不同的風(fēng)洞，能夠覆蓋各類項目，幫助運動員訓(xùn)練，優(yōu)化運動姿勢與多人隊列及運動裝備。

拿河北淶源的跳臺滑雪專業(yè)風(fēng)洞來說，它特別針對跳臺滑雪進行了設(shè)計，這是首個專業(yè)針對跳臺滑雪的風(fēng)洞實驗室。這個風(fēng)洞最大特點是實驗段設(shè)有三個坡度，水平、11°和32°，可以滿足運動員從滑行、起跳和飛行的所有訓(xùn)練需求。

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訓(xùn)練好幫手

那么風(fēng)洞具體是怎么幫助運動員提高成績的呢？

一方面，風(fēng)洞能幫助運動員優(yōu)化技術(shù)動作、多人隊列。在風(fēng)洞中，利用專門研發(fā)的儀器，能夠準(zhǔn)確測量得到運動員受到的風(fēng)阻力，這樣就能夠把教練員的經(jīng)驗、運動員的體驗和高精度的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，更容易發(fā)現(xiàn)問題，更高效地改進動作，幫助運動員減少風(fēng)阻力，而不用再全都“憑感覺”了。

比如，利用風(fēng)洞技術(shù)，幫助鋼架雪車國家隊的運動員優(yōu)化滑行姿態(tài)，平均減阻達到11.78%，在競爭異常激烈的比賽中，能夠幫助運動員提升比賽成績1.1%。

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另一方面，風(fēng)洞還能提高運動員的訓(xùn)練效率。

還是拿跳臺滑雪來說，決定成績的重要因素，是運動員在空中的動作。但訓(xùn)練的時候問題就來了，如果在真實場地上訓(xùn)練跳臺滑雪，可謂上山10分鐘，下山10秒鐘，再考慮到運動員的體力和安全，一天只能跳10-15次，每一跳的飛行過程也就3~4秒鐘。但是在風(fēng)洞中，運動員在安全繩的牽引下騰空，每次可以連續(xù)做2-3分鐘的飛行訓(xùn)練，練一次就相當(dāng)于跳了幾十次，這可以有效提升運動員駕馭雪板的能力，還大大降低了意外受傷的風(fēng)險，提高了訓(xùn)練效率，還一定程度上解決了冬季項目場地開放周期短、維護成本高的難題。

有趣的是，除了用在冰雪項目上，風(fēng)洞還能幫助游泳運動員進行訓(xùn)練。將風(fēng)速增大至游速的12.9倍，就能為運動員模擬出在水中游動的阻力了。

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工欲善其事，必先利其器

除了幫助運動員提高成績，風(fēng)洞還常被用于研發(fā)運動裝備。

冰雪項目之所以吸引人，一個很重要的原因就是，冰雪項目很多都速度飛快，緊張刺激。像車撬類項目，勝負可能就在0.01秒甚至是0.001秒之間。而要突破這0.001秒，除了靠運動員的艱苦訓(xùn)練，也非常需要裝備的支持。

像運動員的服裝，器材，比如頭盔，等等，也需要盡可能做到降低風(fēng)阻。但測試的時候該怎么做呢？難道要每種組合都要做一套出來，讓運動員上賽道挨個去試嗎？更何況，每套裝備風(fēng)阻性能差異又很小，往往不到2%，沒有可靠的測量方法顯然是不可能。這就需要風(fēng)洞來幫忙了。

因為運動是相對的，運動員在原地，靠吹風(fēng)也能模擬出高速運動時空氣的流動情況，通過人臺模型試驗，既高效又精確。

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需要指出的是，盡管我們平時在電視上看到的風(fēng)洞測試，常會放煙或弄根小布條，但這主要是為了便于觀察，真正的玄機，其實在風(fēng)洞的底板上，那里內(nèi)置了精密的專業(yè)測量儀器——天平。

實驗時，運動員就站在天平上，天平能夠準(zhǔn)確測量運動員的受力情況，這樣就能對比不同運動姿態(tài)、不同隊列、不同裝備的風(fēng)阻力了。定量化的數(shù)據(jù)，能夠幫助研發(fā)團隊研發(fā)出風(fēng)阻更小的運動裝備。

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風(fēng)洞，連環(huán)境一起測

除了測試運動員和裝備，風(fēng)洞還肩負一項重要使命，那就是評估賽道賽時的風(fēng)力。這是因為很多雪上項目會在戶外進行，而戶外天氣難以控制，無論順風(fēng)、逆風(fēng)還是側(cè)風(fēng)，都會影響運動員的發(fā)揮，甚至帶來安全隱患，尤其是技巧類項目

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因此，研究人員會設(shè)計制作一個包括比賽賽道、山體、周邊建筑物的賽場高保真縮尺模型，再把這個模型放到風(fēng)洞中從各個方向來吹，模擬可能的風(fēng)向，這樣就能了解不同風(fēng)向下，賽道上各重點區(qū)域的風(fēng)速風(fēng)向關(guān)系，再結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，就能對賽時賽道重點區(qū)域的風(fēng)速、風(fēng)向等關(guān)鍵環(huán)境要素進行評估，讓運動員有所準(zhǔn)備，從而幫助運動員提高成績。

你看，無論提高訓(xùn)練效率、測試裝備還是場地保障，都離不開風(fēng)洞的幫助，說好成績真是“吹”出來的沒錯吧？

整理 | 丁 崝 整理自李波教授采訪

審核 | 李 波 中國冰雪科學(xué)家、北京交通大學(xué)風(fēng)洞實驗室主任

責(zé)編 | 丁 崝

來源: 科學(xué)辟謠

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