本报记者 郭美辰
“这三个试验段分为水平试验段、起跳训练试验段、飞跃试验段，可通过模拟坡度、气象、风速等数据，在水平、11度角、32度角，可分别训练运动员助滑阶段阻力测量、起跳瞬间左右脚受力情况和双脚蹬地力的均匀性，锻炼运动员在空中保持最佳姿态和驾驭雪板飞行的平衡能力，来帮助运动员摸索运动技巧、加强肌肉记忆、提升技术水平。”气动院体育科技事业部部长王崇利介绍：“同时，风洞训练还有助于教练在相对静止的状态下，对运动员的动作进行观察和指导，辅助运动员进行更好的训练。”
1月19日，习近平总书记来到位于河北省张家口市崇礼区的国家跳台滑雪中心，饶有兴致地观看了运动员训练演示，不断为他们点赞。教练人员告诉总书记，他们利用风洞实验室能够大幅提高训练效率。
这款风洞，正是航空工业气动院为中国跳台滑雪项目量身打造的国内首座专用科研训练风洞——跳台滑雪专用风洞。
气动院为助力2022年中国冬奥，共设计制造了两种风洞，一种设置在河北涞源国家跳台滑雪训练科研基地，该风洞是目前世界上同类风洞中尺寸最大、风速控制最精密、测试功能最全面的跳台滑雪训练设施；另外一种是可移动式风洞，交付以来正在国家几个冰雪运动基地间来回运输，配合运动员在各地训练使用。
跳台滑雪专用风洞的成功建成投用是我国首次成功将航空空气动力学技术应用于体育科学训练。
跨界碰撞战机技术助力雪中“威龙”
跳台滑雪在我国是相对“年轻”的一个项目，2006年，李洋首次站在了都灵冬奥会的赛场上；2018年，常馨月取得平昌冬奥会参赛资格，并获得第20名。也是从这一年开始，跳台滑雪国家集训队采取了跨界跨项人才储备策略。近两年，通过广泛开展跨界跨项选拔运动员，很多年轻的运动员从武术、田径、跆拳道、拳击等项目被选拔进国家集训队。
跳台滑雪是一项融合了速度、力量和竞技的冬奥极限运动，大自然中的风，是跳台滑雪运动员在训练、比赛时联系最紧密的伙伴。
不同的环境风，不同的运动速度，不同的身体重量，不同的飞行姿态，都会产生与之对应的空气变化规律，这就是“空气动力学特性”。
为极大程度模拟助滑阶段和起跳以后的风阻环境、有效解决跳台滑雪训练受气候条件限制的难题、增加运动员训练频次、提高运动员的训练效率，在国家体育总局的总体部署下，气动院跨界利用航空空气动力学原理，建造了体育运动空气动力学科研及训练风洞设备。
简单地说，风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状试验设备，它是进行空气动力试验最常用、最有效的工具之一。而风洞试验则是根据运动的相对性原理，以歼20为例，将缩比歼20模型固定在风洞内，风洞制造气流流过，模拟真实飞行时飞机周围的空气流动情况，以研究飞机与空气流动的相互作用，了解飞机的空气动力学特性。
早在2019年，为满足国家体育总局相关需求，气动院调动最精锐的技术骨干，组织起一支体育科研攻关团队，历时不到5个月建设了涞源国家跳台滑雪体育综合实验室，创造了同类训练设施建设的最短完工时间纪录。
“我国在体育空气动力学领域的研究比较少，我们以前做的风洞主要都是针对飞机，这是首次以运动员为对象。因此我们在前期做了大量的调研工作，并根据跳台滑雪这项运动的特点，在仅仅5个月时间里，并行开展各项工作，设计制造出跳台滑雪专用风洞。”航空工业气动院院长、党委副书记袁立表示。
坐落在涞源国家跳台滑雪训练科研基地的这款风洞采用专用变频设备驱动具有24片桨叶的超大“电扇”，将风循环送入内侧玻璃幕墙管道，最大风速42米/秒，真实模拟自然风力。洞体总长64.3米，宽25.2米，高17.6米，具备水平、起跳、飞跃三个试验段。
“洞”察玄机打破垄断助推新纪录
“风洞大大提高了训练效率，有助于运动员在仿真风阻中尝试在跳台上想做而不能做的技术动作，完全满足了运动训练要求，使用体验超出预期。”跳台滑雪国家队教练开心地表示。
“跳台滑雪运动员使用真正的跳台进行训练时，从起跳到落地耗时5秒钟左右。这期间，运动员对自身姿态的情况并不完全清楚。同时，由于上下跳台耗时较长，一个运动员一天只能跳5～8次，这也意味着运动员每天真正在空中的练习时长不到一分钟。”袁立介绍道：“当运动员采用风洞训练时，每次可以训练2～3分钟，技术人员通过数据记录分析运动员在风洞中的各种姿态，助其找到在空中阻力最小、飞行时间最长的最优动作。不仅延长了训练时间，还大大提升了运动员训练的安全性。”
事实上，风洞的建成投用，打破了跳台滑雪运动员以往需要远赴国外训练的壁垒，为实现跳台滑雪项目在国内四季训练、提升运动员竞技水平、完成北京冬奥会参赛任务奠定了基础。
仅仅通过半年的风洞训练，跳台滑雪国家集训队就创造了新的突破，周潇洋、宋祺武、李雪尧、邵毕润、王椋瑶等多名运动员顺利完成HS140跳台首跳，其中年仅18岁的小将宋祺武跳过HS区达到141.5米，成为中国首个跳过140米的运动员，再次成功缩小了与国际顶尖运动员之间的差距，凸显了科学训练的价值，这也是国家体育总局一直以来提倡的“科技助力奥运”理念的最佳实证。
今年7月，气动院在冰雪项目2020～2021赛季表彰大会暨中国冰雪科学顾问等证书颁发仪式上获得了国家体育总局冬运管理中心颁发的6项证书：气动院被评为中国冰雪科技联合攻关单位、2020～2021赛季医科服务先进集体，气动院院长袁立获聘中国冰雪科学顾问、2020～2021赛季医科服务先进个人，气动院体育科技事业部部长王崇利获聘中国冰雪科学家、2020～2021赛季医科服务先进个人。
“实际上，能够设计制造出国产跳台滑雪专用风洞，首先得益于国家体育总局领导对科学训练的认识。”袁立表示。
在2019年颁发的《体育强国建设纲要》中，提倡要加大科技创新力度助力竞技体育综合实力提升。气动院通过科学的市场研判和需求分析，成立了体育科技事业部，除了跳台滑雪专用风洞，还研制开发了世界上首台帆船地面模拟训练系统，为冬、夏季奥运项目都提供了高科技训练设施。
“一些国家很早以前就开始进行这类运动的风洞训练，相关测力的设备却以超高价格对外出售。因此，我国运动员经常要在赛前专门前往欧洲进行一到两个月的风洞训练，并且训练是按照小时计费，比较昂贵。”袁立介绍：“现在，我们打破了垄断，制造出了自己的跳台滑雪专用风洞。正如从前有些材料国内无法制造，国外便会开出天价，而当我们国内掌握技术，其价格就会大幅下降，这作为一种商业行为，在国际市场上屡见不鲜。没有，就意味着受制于人。”
随着竞技体育的发展，科技和体育已从原来的“陌不相识”发展为如今的“相濡以沫”。
“气动院在国产跳台滑雪专用风洞研制过程中，锻炼出了一支业务精湛的科研队伍，后续他们将在帆船、帆板、跳伞、铅球等一系列与气动相关的运动领域继续开展深入研究。气动院也将利用航空空气动力学技术，助力更多的体育运动员提高成绩。”袁立表示。