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竞速类体育装备升级空气动力学成性能突破核心关键

竞速类体育装备升级空气动力学成性能突破核心关键

最近两年从环法自行车赛场到F1新赛季测试,再到短道速滑的国家队备战实验室,竞速类体育装备的性能迭代正在跳出过去材料堆叠的老路,空气动力学已经成为各家品牌和运动队争夺性能上限的核心突破口,不少实测数据显示,优化后的气动设计能让顶尖运动员的完赛成绩提升1.5%到3%,在毫秒定胜负的竞速领域,这个提升幅度足以改写领奖台的归属。

体育赛场准备,空气动力学

多项目竞速装备的气动优化实测数据持续刷新纪录

今年环法赛前的品牌公开测试活动里,某顶级自行车品牌推出的新款计时赛车架,在风洞15度侧风工况下的风阻系数比上一代产品降低了12%,对应的平路巡航30公里的耗时能减少整整27秒,这个提升幅度过去需要运动员经过两到三年的系统训练才能实现。

过去不少竞速项目的装备研发团队更倾向于在碳纤维材料的模量、轻量化程度上下功夫,直到2021年东京奥运会多个竞速小项的赛后数据复盘显示,运动员穿戴经过气动优化的连体服、头盔之后,百米竞速的平均成绩比上一届奥运会同项目快了0.18秒,直接推动全行业把研发资源向空气动力学方向倾斜。

跨领域技术融合正在降低气动优化的落地门槛

之前风洞测试的成本极高,一次专业竞速装备的风洞测试每小时成本超过两万元,不少中小运动队根本负担不起完整的迭代测试流程,如今随着流体仿真软件的算力升级,不少研发团队可以先在数字空间完成上百版方案的模拟筛选,再把最优的3到5版方案送到实体风洞做验证,整体研发周期缩短了60%,成本下降超过七成。

国内某短道速滑装备研发团队去年就用这套数字仿真方案,先后调整了速滑服裤腿的褶皱排布、头盔的边缘弧度,最终实测的滑行风阻比国际赛事通用款低8%,这套装备已经随国家队参与了今年的多站世界杯赛事,悟空体育不少运动员反馈过弯时的侧向风干扰明显变小。

甚至在大众竞速运动领域,不少面向普通跑者的竞速跑鞋、铁三服产品,也开始加入空气动力学优化设计,不少跑者实测在全马赛事里,穿戴经过气动优化的装备能比穿普通装备快3到5分钟,这也让相关产品的市场销量近两年保持了年均40%以上的增速。

气动研发的竞争正在倒逼赛事规则同步迭代

随着各家品牌在空气动力学上的投入越来越大,部分竞速项目的赛事主办方已经开始调整装备规则,避免装备性能的差距完全掩盖运动员的训练水平。比如世界田联去年就更新了公路自行车项目的装备准入标准,新增了风阻系数的上限要求,避免部分品牌推出极端气动造型的车架,让赛事的公平性受到影响。

F1赛事2022年启动的新规,核心调整方向也是通过空气动力学规则的重构,缩小不同车队之间的赛车气动性能差距,让赛道上的超车场景更多出现,从过去两个赛季的赛事数据来看,悟空体育新规实施之后中游车队和头部车队的圈速差距已经从之前的1.5秒缩小到0.7秒以内,赛事观赏性明显提升。

后续气动研发的核心方向将向人体适配倾斜

目前绝大多数竞速装备的空气动力学优化,都是基于标准人体模型完成的,接下来不少研发团队已经把目标转向运动员个体的专属气动适配,比如针对运动员的身高、肩宽、日常骑行或者滑行的姿态,定制专属的头盔、连体服剪裁,悟空体育进一步挖掘性能提升空间。

行业内不少研发人员都表示,悟空体育在材料性能已经接近物理上限的当下,空气动力学带来的性能增量,还能支撑竞速类体育装备至少10年的迭代空间,未来我们也会看到更多原本只出现在顶尖职业赛场的气动优化技术,逐步下沉到大众运动场景,让普通爱好者也能享受到科技带来的运动体验升级。

雅婷
雅婷
网球记者

四大满贯现场记者,网球专业研究员。

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