祝贺中国队首金！北航科研助力冬奥健儿冰上“飞”

江海博览 2022-02-06

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2月5日

北京冬奥会短道速滑

混合团体2000米接力决赛

中国队夺冠！

短道速滑队获得

中国队北京冬奥首金！

中国短道速滑队捍卫王者之师！

激动！！自豪！！

赛场之上

运动员的精彩表现来自刻苦训练

也离不开科研人员的技术支持

科技助力冬奥，北航人奋勇当先

北京航空航天大学柯鹏副教授率领团队

为短道速滑等冰雪项目的科学训练

做出系列贡献！

在航空航天人眼中

冰雪运动不单单是体育活动

雪板、冰刀在冰雪场上

滑行、滞空、触地的每一瞬间

都被实时解构又建构为航空航天数学模型

依托航空航天飞行器的研究成果

柯鹏带领团队开展攻关

致力寻找冰雪运动的最佳滑行路线

最佳滑行姿势和最优体能分配方案

让运动员在冰上“飞”起来

速滑能量模型和减阻优化

针对短道速滑和速度滑冰的个人比赛项目的减阻节能和提高成绩，柯鹏团队充分考虑运动员的个性化生理特征、装备特征和环境特征，包括体形、骨骼肌肉、生理生化等，建立数字运动员模型。

团队开展运动过程参数的实测和同步分析，建立滑冰运动过程中运动员能量输出与节能减阻分析模型，有效评估各项滑行技术的影响，确定最佳参数组合，包括滑行路线、滑行节奏和滑行时间；蹬地动作、蹬地速度、蹬地方向；人体姿态、转弯控制与平衡等，深入分析与挖掘现有的比赛和测试数据；为训练方案的调整提供切实依据，为冲牌运动员精雕技术动作提供精准服务。

柯鹏团队借鉴航空航天飞行器的路线优化算法，找到了冰雪运动的最佳滑行路线。而哪种滑行姿态阻力最小，能实现最快速度，团队借助航空航天领域的人机环境研究建立模型，捕捉运动员的滑行姿势，身体高度，摆臂蹬腿的角度，分析运动员的肌肉能耗，找到了冰雪运动的最佳滑行姿势和最优体能分配方案。

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“三头六臂”式冰温测量系统

针对短道速滑和速度滑冰运动项目，柯鹏团队开展冰面质量的持续监测和评估的技术研究，确保为运动员日常训练和比赛提供的高质量的训练冰面，确保训练场地与比赛场地的一致性，确保训练场地冰面质量的稳定性。

位于北京西郊的二七厂是中国冰雪运动的科研基地。早上8点，柯鹏就来到冰场。由他带领团队自主研发的“三头六臂”式冰温测量系统，24小时不间断从温度、厚度、硬度、摩擦系数等方面给冰面“测体温”。

测冰车在测冰

例如，这个小冰车就是其中一个装置，车下是冰刀，科学家将涵道风扇装到了冰车上，推动小车在冰上模拟运动员的压力条件、滑行速度和滑行过程，利用车上高精度的传感器，测试冰面的情况，从而获得具体的参数，从理论层面对制冰师提出要求，有助于制冰团队精准把控施工，确保每次训练时冰面状态保持一致。测冰车已经过多次优化和完善，在国内多个大型冰场实地应用。不仅能测试冰，还可以测试设备。