祝贺中国队首金！北航科研助力冬奥健儿冰上“飞”

本文转自：中国电子报

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。

点击视频观看央视专题报道

“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。

“

冰的温度、厚度、软硬度、场馆环境温湿度等都会影响运动员发挥。通常情况下，运动员会说出他们对冰面软硬度的直观感受，而这种说法只能定性，无法定量，所以我们研发了可测量冰面软硬度的高精度设备。

——北航交通学院助理教授 杜锋

”

柯鹏率领北航交通科学与工程学院、航空科学与工程学院、生物与医学工程学院等师生组成的团队，充分借鉴航空工程的基础理论和技术方法，基于“体工医交叉，人机环融合”的思路，立足现实国情，对标国际水平，基于冰雪运动理论解决核心科学问题，面向队伍需求开展科学训练技术研究，科技助力冬奥备战。

柯鹏获聘“中国冰雪科学家”、荣获“2020年全国体育事业突出贡献奖”。他担任国家体育总局冬季运动管理中心安排的科技助力技术负责人和速度滑冰国家队科研工作负责人，统筹协调组织多个科研团队工作，助力系统性科学化训练。

除上述成果外

针对越野滑雪和速度滑冰

柯鹏团队开展了

多项目配速和辅助推进训练系统

样机和研究

“

在一次典型的速度滑冰项目里面，400米下来我们的速度提升达到了10%。在我们有一次越野滑雪的测试中，我们用了另外一款推力达到10公斤的这样的一个涵道风扇，那么在80米的滑行阶段，速度提高从8米每秒提高到13米每秒，（速度）提高了将近70%。

——柯鹏

”

针对高山滑雪滑降比赛

开展降速模型研究

针对单板U型场地滑雪

进行运动建模研究

针对自由式滑雪

开展落地冲击过程仿真研究

……

柯鹏说：“作为航空航天人，

能借用来自航空的灵感

为国家队冬奥训练做贡献，

备感荣幸和自豪。”

“不同的赛场，中国人都在拼”

科技助力冬奥

北航人，矢志奋斗！

航空航天科技+冰雪运动

让我们期待中国冬奥健儿