香港文匯報訊（記者 于珈琳 瀋陽報道）冬奧會上，自由式滑雪項目中運動員的穩穩着陸總是能讓觀眾懸着的心也穩穩放下，因為着陸成敗直接反映出整套動作的成敗。這穩穩一站，來自運動員千百次的刻苦訓練，而如何用科技力量幫助他們不負艱辛付出，正是「變剛度複合結構着陸坡」研發設計團隊帶頭人、東北大學力學系主任李東教授近一年來努力的方向。由他帶隊的科研攻關小組研發的這套裝置乃世界首座旱雪着陸坡，被中國冬奧健兒喻為「旱雪魔毯」，已於2021年7月在河北淶源國家跳台滑雪訓練科研基地投用，自由式滑雪空中技巧、跳台滑雪等國家隊的夏季訓練和熱身賽就是在這裏完成的。
三層裝置仿真雪坡 滑行落地感覺相似度超90%
香港文匯報訊（記者 于珈琳 瀋陽報道）冬奧會上，自由式滑雪項目中運動員的穩穩着陸總是能讓觀眾懸着的心也穩穩放下，因為着陸成敗直接反映出整套動作的成敗。這穩穩一站，來自運動員千百次的刻苦訓練，而如何用科技力量幫助他們不負艱辛付出，正是「變剛度複合結構着陸坡」研發設計團隊帶頭人、東北大學力學系主任李東教授近一年來努力的方向。由他帶隊的科研攻關小組研發的這套裝置乃世界首座旱雪着陸坡，被中國冬奧健兒喻為「旱雪魔毯」，已於2021年7月在河北淶源國家跳台滑雪訓練科研基地投用，自由式滑雪空中技巧、跳台滑雪等國家隊的夏季訓練和熱身賽就是在這裏完成的。
「你可以把雪做到看上去很像真雪，但想要模擬雪的感覺，卻很難。」李東直言這項課題的最大難點，在於要把「雪的感覺」做到極致。李東帶頭的這項《多模式、高速衝擊過程旱雪着陸緩衝區域力學性能與結構優化研究》課題，是科技部重點研發計劃「科技冬奧」重點專項「雪上優勢、潛優勢項目夏冬轉訓融合關鍵技術」中的一部分，目的是研製出一種新型高仿雪複合結構着陸緩衝區域，使運動員在落地過程中盡可能感受到與落在雪場坡面上的感覺相一致。
這項課題也正是要解決運動員非雪季訓練的痛點問題——「中國雪季短，過去冬奧健兒的非雪季訓練着陸都是跳到水池裏，而自由式滑雪的落地打分又非常關鍵，我們就是要盡一切可能讓他們在訓練時感受到真實的落地反饋。」李東對於這種「雪的力量」的思考，早在項目審批通過前的2020年雪季就已經開始了。
上千次實驗收集力學數據
李東介紹，着陸坡由第一層滑雪毯、第二層輥軸平面和第三層氣墊組成。滑雪毯下面的輥軸平面的原理類似算盤，是為了增加雪上滑行的感覺。第三層的氣墊是為了提高落地瞬間的仿真度。
李東告訴香港文匯報記者，這套裝置最核心要解決的，就是讓運動員有落到訓練場雪地上的真實感，其中關鍵就是這套着陸系統反饋給運動員的摩擦力、衝擊力、反彈力等各種力量可以高仿真度地模擬「雪的感覺」。研發的前提是要掌握真實感覺的反饋數據，於是2020年底，李東帶着力學系的兩位年輕老師、十餘位博士生和研究生就開始了圍繞「雪」的力學性能做實驗。
雪季時，李東和項目組在雪場內支起爐子進行「就地實驗」；非雪季時，項目組就將訓練場上的人造雪拉回到大學實驗室進行「壓縮試驗」，「因為大賽時都是使用人造雪，所以我們在實驗時更傾向於多掌握人造雪的相關數據。」其中，在國家隊訓練場地進行的室外「重錘實驗」中，為了獲得運動員從高空落下後的雪面受力數據，需要由仿真假人進行1比1的彈射實驗。「運動員一般都是在7至10米的高空落地，我們就需要假人穿上裝有傳感器的雪板，由高壓氣倉從30米遠的地方，向37度斜面的雪坡上彈射，收集各種數據。」
為了掌握「雪的力量」，李東和團隊經歷了上千次的不同實驗，並不斷對旱雪着陸坡系統進行新的優化。
集合凝結各領域中國智慧
從實驗室數據的分析，到裝置方案的制定，再到「旱雪魔毯」的誕生，李東也直言這背後體現了中國各領域科技力量的共同智慧。據他介紹，中國航空工業空氣動力研究院為研發提供了上述彈射仿真假人，北京航空航天大學提供了計算機仿真測試系統，中科院長春應用化學研究所、奔流公司等單位和企業還參與了着陸坡的主體結構製造。
最終在2021年夏季，這套凝結着中國智慧的「旱雪魔毯」裝置在投入使用時達到了滑行感覺、落地應力與實訓用雪相似度90%以上的成果。
去年7月開始，「旱雪魔毯」開始在河北淶源國家跳台滑雪訓練科研基地投用，這裏作為北京冬奧會三大國家級冰雪運動訓練基地之一，承擔着跳台滑雪國家集訓、北歐兩項、自由式大跳台和坡面障礙技巧、單板大跳台和坡面障礙技巧等隊伍的訓練科研。「我也很期待2022年的非雪季，我們的奧運健兒能夠在這套裝置上感受到更高效、更高質量的訓練效果。」李東表示。
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