整理 | 丁崝（整理自李波教授采访）

审核 | 李波（中国冰雪科学家、北京交通大学风洞实验室主任）

责编 | 丁崝
 

这里的“吹”，是字面的意思，也就是吹风。从飞机上天、汽车省油、建筑安全到提高运动成绩，都离不开“吹风”，今天我们就来聊聊“吹”和冬奥之间的关系。

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体育风洞集群是什么？

要吹风，就得有风洞。风洞实验室的作用，是产生气流吹过物体，以研究物体对气流的影响，常用于空气阻力等方面的研究。

风洞的形状和功率，与用途密切相关。航空器、高铁往往形状扁速度快，因此测试风洞宽且矮，测试风速较高，而人则多是站立运动且速度慢，因此体育专业风洞一般高且窄，测试风速较低。而且，不同体育项目所需要的风洞还常常不同，为此，我国建立了风洞集群，也就是一系列尺寸、功能不同的风洞，能够覆盖各类项目，帮助运动员训练，优化运动姿势与多人队列及运动装备。

拿河北涞源的跳台滑雪专业风洞来说，它特别针对跳台滑雪进行了设计，这是首个专业针对跳台滑雪的风洞实验室。这个风洞最大特点是实验段设有三个坡度，水平、11°和32°，可以满足运动员从滑行、起跳和飞行的所有训练需求。

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训练好帮手

那么风洞具体是怎么帮助运动员提高成绩的呢？

一方面，风洞能帮助运动员优化技术动作、多人队列。在风洞中，利用专门研发的仪器，能够准确测量得到运动员受到的风阻力，这样就能够把教练员的经验、运动员的体验和高精度的数据结合起来，更容易发现问题，更高效地改进动作，帮助运动员减少风阻力，而不用再全都“凭感觉”了。

比如，利用风洞技术，帮助钢架雪车国家队的运动员优化滑行姿态，平均减阻达到11.78%，在竞争异常激烈的比赛中，能够帮助运动员提升比赛成绩1.1%。

另一方面，风洞还能提高运动员的训练效率。

还是拿跳台滑雪来说，决定成绩的重要因素，是运动员在空中的动作。但训练的时候问题就来了，如果在真实场地上训练跳台滑雪，可谓上山10分钟，下山10秒钟，再考虑到运动员的体力和安全，一天只能跳10-15次，每一跳的飞行过程也就3~4秒钟。但是在风洞中，运动员在安全绳的牵引下腾空，每次可以连续做2-3分钟的飞行训练，练一次就相当于跳了几十次，这可以有效提升运动员驾驭雪板的能力，还大大降低了意外受伤的风险，提高了训练效率，还一定程度上解决了冬季项目场地开放周期短、维护成本高的难题。

有趣的是，除了用在冰雪项目上，风洞还能帮助游泳运动员进行训练。将风速增大至游速的12.9倍，就能为运动员模拟出在水中游动的阻力了。

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工欲善其事，必先利其器

除了帮助运动员提高成绩，风洞还常被用于研发运动装备。

冰雪项目之所以吸引人，一个很重要的原因就是，冰雪项目很多都速度飞快，紧张刺激。像车撬类项目，胜负可能就在0.01秒甚至是0.001秒之间。而要突破这0.001秒，除了靠运动员的艰苦训练，也非常需要装备的支持。

像运动员的服装，器材，比如头盔，等等，也需要尽可能做到降低风阻。但测试的时候该怎么做呢？难道要每种组合都要做一套出来，让运动员上赛道挨个去试吗？更何况，每套装备风阻性能差异又很小，往往不到2%，没有可靠的测量方法显然是不可能。这就需要风洞来帮忙了。

因为运动是相对的，运动员在原地，靠吹风也能模拟出高速运动时空气的流动情况，通过人台模型试验，既高效又精确。

需要指出的是，尽管我们平时在电视上看到的风洞测试，常会放烟或弄根小布条，但这主要是为了便于观察，真正的玄机，其实在风洞的底板上，那里内置了精密的专业测量仪器——天平。

实验时，运动员就站在天平上，天平能够准确测量运动员的受力情况，这样就能对比不同运动姿态、不同队列、不同装备的风阻力了。定量化的数据，能够帮助研发团队研发出风阻更小的运动装备。

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风洞，连环境一起测

除了测试运动员和装备，风洞还肩负一项重要使命，那就是评估赛道赛时的风力。这是因为很多雪上项目会在户外进行，而户外天气难以控制，无论顺风、逆风还是侧风，都会影响运动员的发挥，甚至带来安全隐患，尤其是技巧类项目

因此，研究人员会设计制作一个包括比赛赛道、山体、周边建筑物的赛场高保真缩尺模型，再把这个模型放到风洞中从各个方向来吹，模拟可能的风向，这样就能了解不同风向下，赛道上各重点区域的风速风向关系，再结合气象数据，就能对赛时赛道重点区域的风速、风向等关键环境要素进行评估，让运动员有所准备，从而帮助运动员提高成绩。

你看，无论提高训练效率、测试装备还是场地保障，都离不开风洞的帮助，说好成绩真是“吹”出来的没错吧？

本文经授权转载自微信公众号“科学辟谣”。