赛场上的科技盛宴

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  异频雷达让“并列名次”近乎绝迹
  本届冬奥会之上,用于记录选手们速度的计时器也掀起了一场小小的技术革命。
  索契冬奥会冰山滑冰中心,发令员准备扣下扳机,短道速滑女子3000米接力决赛即将上演。发令环节真的如同这个动作一样简单吗?NO!当发令员扣下扳机,三件事情将同时发生:一是电子出发系统的闪光亮起,二是每位选手身后的扬声器发出声响,三是出发信号传至计时装置。
  电子出发系统是索契冬奥会庞大计时系统的一部分。本届冬奥会仅计时服务环节,就需要260位现场专业计时人员,170名志愿者,重达230吨的设备,其中包括30块公共记分板和90块赛事记分板,78公里电缆和光纤,以及满足各种运动所需的前沿计时和数据处理技术。
  本次冬奥会上,每一位参赛者的双腿上都会绑定一对重量极轻且性能可靠的异频雷达收发机,以便欧米茄计时器(由一个速度传感器﹑一个3轴加速度传感器和一个3轴陀螺仪传感器组成)在比赛过程中精准测定、记录并公布参赛选手和团队的中段成绩与最终排名。一旦出现选手跨越终点线时冰鞋高于光电子眼的红外线光束的情况,裁判将依据异频雷达收发机的记录确定完赛时间与最终排名。这些计时器不仅能够记录下选手们行进的速度,同时还能提供加速度、重力的分析。更惊奇的是,有了它的帮助,还能追踪到选手们在赛道上的具体位置,该项技术出现在冬奥赛场上还是首次。这样的计时设备同样用于短道速滑、高山滑雪等赛场。
  短道速滑赛场上,由于运动员在冲刺阶段竞争太过激烈,会出现几乎同时抵达终点的情况,终点处的“光感应摄像机”执行确定完赛时间的任务。当选手的冰刀滑过终点线瞬间,计分板和电视屏幕上显示的计时时间便会立刻停止,但最终作为官方比赛结果的是由“光感应摄影机”测定的时间。
  碳纳米管滑雪板首次亮相
  滑雪无疑是冬奥会上的最大看点之一。而在这项运动中,滑雪运动员常常会遭遇意想不到的路面颠簸,传统的滑雪板应用的是玻璃纤维和钢等材料,遇到震动速度会减慢,而纳米管能很好地分散和缓冲受到的震动。在本届冬奥会上,美国奥运滑雪选手朱莉娅·曼库索首次使用了一种新的碳纳米管滑雪板。
  碳纳米管于1991年被首次发现,并因其轻、柔韧性强和硬度高的特点而得到广泛应用,包括碳材料计算机、水下扬声器甚至太空电梯。而碳重量轻和硬度高的特点也帮助它成为体育器材的理想选择。位于纽约的布法罗大学的一名材料化学家解释说:“你可以想象这样一种材料,它能任你随意使用而不会轻易损坏。”正是这种依靠碳纳米管把滑雪板各层固定在一起的高科技滑雪板,在本次冬奥会上帮助高山滑雪运动员在不平整的路面保持稳定,取得优异的成绩。
  集成航空航天技术的滑冰服
  除了脚下踩的滑雪板,科学家还把目光聚焦在滑雪服上——安德玛公司与美国洛克希德·马丁公司合作,利用动作捕捉和航空航天工程学技术,为滑冰运动员打造一款高科技滑冰服。
  研发团队先是利用高速摄像机捕捉到速滑选手的冰面动作,根据收集的数据,制造了玻璃纤维人体模型,模仿速滑选手的动作。然后给人体模型穿上数百种不同的服装,经过成百上千小时的风洞测试来寻找最佳材料。随后研究团队创造了一个计算流体动态模型,分析围绕着滑冰选手某些身体部位的气流,在大腿部位使用不同的材料,减小阻力。他们还改变拉链位置,增加细小的凸起使之更符合空气动力学原理。这就是名为Mach39的滑冰服。美国速滑运动员在索契比赛中首次公开使用了这种服装。
  和我国选手韩天宇在男子短道速滑1500米决赛上一决高下的加拿大选手哈梅林身上的装备最具高科技含量。他的氨纶紧身衣是整个滑冰服研究团队的结晶,据悉这个团队为了制造出更符合短道速滑选手的服装,利用高速摄像机捕捉选手们的动作,经过冗长的数据分析之后才决定用这种材料来制作服装。哈梅林坦言:“这件衣服面料选择考虑到了空气动力学,这种面料会让我们的速度更快、更舒适,这对提高成绩毫无疑问是有积极作用的。”美国和俄罗斯的滑雪运动员比赛服和领奖服也都采取了新型的拉链设计,这种名为“轻轨”的拉链大大加强了外套的防水性。
  另外,雪橇选手们的座驾也暗藏玄机,这些无舵雪橇里还有各家汽车厂商的身影,意大利队的由法拉利研发部门负责,德国的归奥迪,英国则依靠迈凯轮,美国由宝马北美设计部门研发。这些汽车厂商利用风洞数据设计出了无舵雪橇,还用碳纤维材料进行制造,一块小小的雪橇可以说是凝聚了不少高科技的结晶。
  高科技在人类顶级体育赛事中扮演了不可或缺之角色可见一斑。期盼,今后的奥运赛事会更好!
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