“鲨鱼皮”功效卓著征服中国水军
北京奥运会上最令人刮目相看的高科技成果当属“
量身定做测试系统助赛艇队夺金
8月17日,唐宾、鑫紫薇、奚爱华、张扬扬在四人双桨赛艇比赛中勇夺金牌,这是中国赛艇选手在奥运会上夺得的第一枚金牌,也是亚选手洲获得的第一枚奥运会赛艇金牌。在中国赛艇队夺金过程中,中国科学院合肥智能机械研究所为赛艇队“量身定做”的高科技训练系统功不可没。早在2006年,合肥智能所研发的赛艇运动测试分析、反馈训练系统就开始在国家赛艇队跟队服务,这一套系统包括实船运动生物力学参数测试系统、视频同步系统、赛艇实船动力学信息反馈系统及水上测功仪等,利用这些高科技设备,可以采集赛艇队员在训练中表现出来的桨力信号和速度信号,经过赛艇综合分析软件进行处理后,提供给教练员,作为对队员个人技术诊断,或对多人项目整合以及控制训练强度的参考依据。如什么样的拉桨曲线效率最高,很难有一个明确的定义,即使最优秀的运动员展现出来的拉桨曲线也会因人而异、因项目而异。而赛艇运动测试分析、反馈系统就是运用生物力学原理对运动员的动作、功率、赛艇速度等进行分析,从大量数据中找出某些共性规律,为教练员了解运动员的特点和技术风格、优化技术动作提供直观信息。
英国自行车队所向披靡之谜
北京奥运会上场地自行车赛共设10枚金牌,其中7枚被英国选手夺得。英国自行车队在北京奥运会上所向披靡的原因,一是阵容强大,队内有6人为雅典奥运会金牌或银牌得主,二是英国奥委会用高科技装备把英国自行车运动员武装起来。英国自行车选手身穿的比赛服科技含量很高,使用的新型赛车价格高达2.6万美元。据说,英国科研人员已经使用计算流体力学软件对自行车各部分结构的合理性进行研究,包括运动员的骑车姿态所造成的形阻力、表面摩擦力、运动员和自行车的交互效应以及运动员头盔的形状等。只要举一个小小的例子,就足以说明这种研究已经达到多么深入的程度。英国研究人员甚至对比赛中遇到侧风时,赛车使用圆盘轮还是条辐轮性能更好做了专门研究,过去自行车界公认,在大风天里采用圆盘轮做前轮的自行车不易操纵,而现在人们经过研究又提出一个新的观点,即在特定的环境中,圆盘轮作后轮可以起到帆的作用,即产生与阻力相反的推力,从而减少运动员在比赛中的总阻力。
田径赛场高科技无处不在
田径比赛看似一个纯体能项目,实际上高科技无处不在。例如短跑计时程序就充满高科技内涵:计时官员扣动发令枪扳机后,电流即通过铜线传到起跑器和计时台,启动计时台上的石英晶体振荡器,与此同时,发令枪的声音经由每个选手起跑器的扬声器放大,以保证所有参赛选手在同一时间听到发令枪声。在赛道的另一端,激光信号从终点线一侧传向另一侧,而另一侧的“电子眼”会收到激光发出的光束信号。当选手穿过终点线,光束受到阻挡,“电子眼”立即向计时台发送信号,记录下选手的比赛用时。同时,与终点线平行安装的高速数码录像机会以每秒2000次的惊人速度,将图像扫描下来。当每名选手跑过终点线时,摄像机会将最先触及终点线的身体部位的电子信号发送给计时台,从而记下他们的比赛时间。计时台则将比赛时间发送给裁判席和电子计分板。图像则会发送给电脑,电脑再使图像与时钟实现同步,并且还会记录下每个选手身体最先触及终点线的具体部位,帮助裁判员确定可能差之毫厘的冠军归属。
北京奥运会上,俄罗斯撑杆跳女皇伊辛巴耶娃创造出5.05米的女子撑杆跳新世界纪录,这固然与伊辛巴耶娃的过人天赋分不开,但用高科技手段制作的撑杆也功不可没,有人甚至认为,伊辛巴耶娃打破世界纪录,85%应归功于物理和材料学,15%归功于个人的体能和技能。撑杆跳最早使用的是木杆,当时的世界纪录是3.30米,1905年换用竹竿后达到4.77米,1930年改用金属杆后又提高4.80米,但真正的突破还是在1985年以后,后来被称为“撑杆跳高沙皇”的布勃卡,借助用玻璃纤维、合成树脂以及超柔软、超强度纤维混合制成的现代化撑杆,使撑杆跳纪录一举突破6米大关。如今每一根撑杆,都是根据使用者的体重和身高设计,由三层玻璃纤维和树脂灌注的碳纤维布制成,经过加热,它们就会成为一种新型复合材料,外层决定它的强度,两个内层决定着它的力量和柔韧性,这种根据每个选手不同身体特点定制的撑杆,在某种程度上已经与选手融为一体,从而保证选手们在比赛中取得最好的成绩。
