中国游泳队夺冠背后的航天黑科技

 

       在中国游泳队出征2020东京奥运会之前，很多人都不是很看好他们，认为没有了短距离女神刘湘、人气担当傅园慧、此前霸主孙杨等一众老将的中国游泳队，实力肯定不强，一定拿不到今年的金牌。

 

       但是，这样的评价，中国游泳队可不答应。

 

       在本届东京奥运会中，中国游泳队共斩获3金2银1铜，获奖项目包括女子200米蝶泳、女子4×200米自由泳接力、男子200米个人混合泳、男女混合4x100米混合泳接力。其中，98年生的游泳运动员张雨霏更是被冠以了新一代“亚洲蝶后”的称号。

 

       然而，在为运动员们夺得奖牌而欢呼时，人们可能很难想到，这来之不易的游泳奖牌，背后还有航天技术的支撑。
 

 

       惯性技术

 

       早在2019年的12月，国家体育总局便向中国航天电子技术研究院发出了项目需求，希望我们的科学家们能够利用先进航天技术，研发出精密测量产品，从而帮助游泳运动员加强训练的科学性，提高在比赛中的最终成绩。

 

       讲到这里肯定有人要提问了，研究如何往天上飞的航天技术，是怎么和游泳运动挂上钩的呢？

 

       答案就是：惯性技术！！！

 

       惯性技术是利用惯性原理或其它有关原理，自主测量和控制运载体运动过程的技术，它是惯性导航、惯性制导、惯性测量和惯性敏感器技术的总称。现代惯性技术己经逐渐渗透到民用领域。

 

       为什么运动员需要这项技术的加持呢？

 

       进入21世纪以来，随着体育运动的科技化程度不断提高，除了穿戴最新研发的“战衣”、“战靴”等装备以外，将高科技融入到运动员训练和修复的每一步，也逐渐成为运动界的主流。

 

       比如，在拳击运动中，有些运动员会使用超低温全身冷冻技术，对自己的身体和肌肉进行特殊训练。在低温状态下，血液会回到心肺内聚集，以保持人体的体温，而一旦回到常温状态，这些满载着氧气的血液就会迅速地扩散到肌肉，这样的训练能帮助运动员在激烈运动后快速恢复。

 

       回到游泳项目，随着运动员身体素质的逐年提升，传统的录影摄像等技术已经达不到队员和教练员的训练要求，它们不能定量获取运动员全部运动信息，尤其是无法对关节间转动这样微小的变化进行有效辨识，就算是最新的高速摄影装备也不行。

 

       而在高水平的巅峰对决中（比如奥运会决赛），这些微小动作往往就是决定成败的关键。

 

       为了解决这一难题，国家体育总局将目光聚焦到了惯性技术。

 

       16g的运动测量产品

 

       时代光电公司是我国重要的惯性技术及产品研发基地，一直为我国各型号火箭和航天飞行器提供高品质光纤惯组及光纤速率陀螺。这也是为什么国家体育总局找到了他们寻求帮助。

 

       为了帮助运动员在国际赛场上取得更好的成绩，时代光电公司的研究人员克服了重重技术难关，成功研制出了最新的运动测量产品。
 

 

       该产品包括惯导分系统、定位与测速分系统、视频采集分系统、数据综合分析系统四部分，能够高精度地分别实现针对运动员的姿态测量、位置与速度测量、运动视频拍摄。同时，还能迅速对采集的数据进行集成解算。

 

       游泳队员们使用的这款产品单台设备重量仅16g，采用无线数据收发方式，内置电池。

 

       惯导分系统是这款产品的核心组成部分。

 

       惯导分系统通过测量运动员在运动时的姿态信息并输出三维姿态参数，从而得到运动员在每一秒的姿态、呼吸情况，以及每一次摆臂时的划频、划幅、划次，还有每一次的转身时间等多项技术参数。通过这些数据，运动员与教练员可以实现对每个动作的精细量化评估。

 

       风洞试验

 

       为了实际测试这款高科技产品，今年上半年，张雨霏、杨浚瑄、徐嘉余、刘湘、闫子贝、余依婷等6名世界冠军参与了风洞试验。

 

       风洞试验：在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。
 

 

       这次试验主要通过模拟运动员在游泳过程中所受的流场，测试了在游泳速度下不同技术动作的姿态和阻力。成功采集到了6位运动员在游泳姿态下不同技术动作的全部数据。

 

       而我们的教练团队也根据运动员在不同姿态所受阻力的规律，更新确定了最科学的训练方案，为东京奥运会做好了最充分的准备。

 

       功夫不负有心人，正是因为有着我国科研人员在背后的大力支持，中国游泳队才能在本届奥运会的赛场上获得如此骄人的战绩。

 

       这也说明了现代奥运会不再是单纯的运动员个人身体素质和技巧的比拼，而是一个国家科技水平和综合实力的整体体现。

 

       张雨霏曾说，“我们选了一条最难的路，并且我们坚持走下去，我们看到光明、走到胜利。”

 

       确实，对于我们的科研人员和运动员，夺冠的路上荆棘丛生，但是每个人都从未放弃，一路向前、披荆斩棘，直至胜利。

 

       我们期待在科研人员的加持下，中国的运动员能够在未来取得更多傲人的成绩！