作者：周岫彬
本文來自《知識就是力量》雜誌
在東京奧運會上，中國游泳、賽艇軍團取得了優異成績。其中，航天風洞技術功不可沒。今年北京冬奧會、冬殘奧會中很多冰雪競賽項目受空氣影響顯著，航天科技再次助力中國冬奧健兒取得佳績。
在風洞實驗室內，隨著風洞中風力越來越大，測試者壓低了姿態，頭頂上為了顯示風速而安置的標誌物——彩色線束隨著強風飄舞起來
重新認識「來無影去無蹤」的風
在介紹航天風洞技術之前，我們要先來認識一下風阻。在很多運動競賽項目中，運動員都要與風的阻力即風阻作鬥爭，如短跑、自行車、速度滑冰、高山滑雪等，均需要克服風阻，提升速度。
風是流動的空氣，空氣阻力一般有兩種形式：一是壓差阻力，壓差阻力又可分為形狀阻力、干擾阻力和誘導阻力。一般來說，物體高速運動時，形狀阻力是最主要的空氣阻力來源。這也是神舟號系列飛船從太空高速返回地面時，要通過氣動外形（在氣體介質中運動的物體為減少運動阻力，而採用的適合在該介質中運動的外形）減速的原因。
二是摩擦阻力，即空氣划過物體會產生摩擦力。通過優化物體材料及表面粗糙度可有效減小摩擦阻力。
物體與空氣相對運動速度越高、迎風面面積越大、空氣密度越大，風阻越大。衡量風阻大小的空氣動力學參數稱為風阻係數。風阻係數減小10%，某些運動員的成績能提升1%或更多，這對實力接近的運動員來說可是數量級的提升。
風洞：讓冬奧健兒 更好地「飛翔」
傳統的運動員訓練要在真實環境中進行，耗費時間長、體驗動作時間短，不易得到教練員實時互動指導和糾正姿勢與動作，且容易出現運動損傷。以跳台滑雪為例，運動員完成一趟訓練流程需十多分鐘，如遇惡劣天氣，則要在寒冷的高台上長時間等待或取消訓練。即便是正常天氣，一天也只能跳十幾次，每次飛行時間不足10秒，訓練效率不高。
滑雪運動員在風洞中試驗的場景（供圖/ 周岫彬）
在這種情況下，風洞就可以大展拳腳了！根據運動相對性原理，可用風洞裡的風速模擬運動速度，模擬出賽場、賽時風場環境，讓運動員在逼近真實的風場裡訓練。通過數字建模，量化運動員的動作形態，確定最佳動力學姿勢，還可測試運動服裝、設備器材的風阻特性，改進裝備設計。
風洞實驗室能調節風速、風向、風面、溫度、濕度等參數，模擬變化的風場特性，測量風場作用於運動員不同身體姿態的阻力、升力、側向力。教練員還可進行「零距離」指導，利用精準定位對問題「摳細節」，讓運動員全天候、反覆練習並優化姿態與動作，提高科學訓練水平。
如今，中國已經建成的體育綜合訓練風洞，是一座開口回流式（帶駐室）風洞，最大風速可達到42米/秒，相當於14級強颱風的水平，涵蓋了冰雪運動所涉及的風速範圍，可滿足滑雪、滑冰、雪橇等大部分冰雪項目的模擬需求。
航天科技與人們的生活、運動聯繫日益密切，它不僅是富國強軍的重器，也是幫助奧運健兒為國爭光的「神器」，更是創造人民美好生活的利器！