风来于何处,又去向何方,我们追赶着风的步伐,可乘风而上,可迎风向前。树叶沙沙的音律在耳边作响,所有的烦恼也随风而去。风有来路,亦有归途。但今天,我们要讲的主角不是风,而是风洞。
(北京航天益森风洞工程技术有限公司供图)
你可能未曾听闻它的名字,但一定听过关于它的故事。风洞,它的全称为风洞试验室,是一个能够人工模拟各种自然风环境条件的特殊设施,同时它还能通过相对运动原理,模拟出各种运动风环境。在航天技术和应用场景结合的过程中,风洞也能实现拓展和延伸、迭代航天技术的效果。而它的身影,不仅出现在航天领域,同时,作为一种训练手段,在体育领域得到了广泛的应用。
作为空气动力学试验的一种装备,风洞可以模拟出赛场风环境和运动风阻环境,让运动员在逼近真实的风场里训练。还通过数字建模,确定最佳动力学姿势、测试运动服装、设备器材的风阻特性。
在体育综合风洞中,一眼望去,风洞的“体型”很是庞大,风洞由多个部段组成,且比较复杂,每一个部段都有各自的作用,最终目标在测试段内形成一个与运动一致的风场环境。
(北京航天益森风洞工程技术有限公司供图)
北京航天益森风洞工程技术有限公司主任崔春介绍说:“风洞工作原理,其实就是相对运动的原理,通常训练、比赛过程中,运动员在动,空气静止,而在风洞中,则是运动员静止,风在动,运动员对风的感知是相同的。风洞的风是由设备角上位置的一台风机产生,经过层层整流,然后到测试段。这些整流的措施,让它进入测试段来的风更均匀,更接近于真实的环境和运动体验。”
在风洞的吹风过程中,设计之初就考虑了多项防护措施,比如运动员训练时旁边会有教练员做指导,同时在教练员伸手能碰到的地方设置急停按钮,以此保障运动员的安全。
北京航天益森风洞工程技术有限公司处长董国强介绍说:“实际上我们体育风洞和常规的航空航天风洞相似的地方还是非常多的,但是它有一个最关键的不同,我们航空航天风洞它的实验对象是模型,它是物,但是体育风洞它的实验对象是运动员,是人,所以我们在设计体育综合训练风洞的时候,就要特殊地考虑他的安全性。”
通过对体育风洞的进一步了解,也为我们解答了心中的疑惑。体育风洞的运行,以及它的原理,还有设计背后的一些知识,都印在我们的脑海。空气动力学,这一物理知识,它作为力学的一个分支,如今,也让更多人了解了它的用途。
“风”推着我们向前,风洞技术的每一次应用与进步,都助推着人们向前的脚步。一步步探索、一次次尝试,在实验中总结结论,在研发中取得成果。体育风洞与航天风洞的关联已然清晰,从航天领域跨界到体育领域,风洞的应用,给人以诸多便利,引领我们“飞”向更广阔的天空。
来源: 科普中国-科普话强国
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