航空科技助力中国女子帆板奥运夺金

7月31日下午，中国帆船奥运选手陆云秀获得女子帆板RS：X级奥运金牌。这是中国代表团时隔13年首次获得帆船帆板奥运金牌。下午，毕坤获得男子帆板RS：X级奥运铜牌，实现中国男子帆板奥运零奖牌突破。

消息传来，中国航空工业空气动力学研究所（以下简称航空工业空气动力学研究所）欢呼雀跃。

“通过投资自主创新项目，为奥运会提供全面的航空气动技术支持。” 8月3日，航天工业研究院体育科技处处长王崇礼在接受科技日报记者采访时表示。

航空技术如何助力中国女子帆板奥运夺金？

帆船帆板运动是最复杂的运动项目之一，涉及空气动力学、流体动力学、船舶原理、气象学、水文学、海洋学、体育等诸多学科，尤其是“影响帆板推进的空气动力学和船体阻力的流体动力学”最关键的。

风帆冲浪的原理是什么？

现代航海起源于荷兰。是一项依靠自然风作用于帆，靠人推动船前进的体育赛事。是一项集竞技、娱乐、观赏、探索于一体的运动项目。

"单次帆船比赛分为顺风段和逆风段。王崇礼说，顺风和逆风航行时，需要不同的操作策略，使风和帆形成合适的气动迎角，产生气动推力。 ，气动推力和水流阻力相互作用，实现帆船的加速、减速和转向。

什么是“帆的空气动力学和影响帆船推进力的船体阻力的流体动力学”？

“帆船的帆板在顺风阶段基本上是靠风推动的，即帆上空气的气动压力推动帆船前进。”王崇礼说，帆船逆风行驶的动力源就是所谓的空气动力学。 “伯努利效应”。所谓“伯努利效应”，是指通过与风向形成一定的相对角度，在帆的外侧，风速较高，压力较低；在帆内侧，风速相对较低，压力较高。

“两者之间的压力差使帆船前进。”王崇礼说，在产生推进力的同时，也会产生力矩和侧向力，使船体倾覆。因此，人体需要悬垂于船体之外以达到平衡。

船体的阻力由两部分组成。一是水流过船体时水体与船体表面摩擦产生的阻力；另一个是水在船体周围流动时由尾部低压区引起的压差阻力。

2020年，在国家体育总局的期待下，航空工业将调动优势研发力量，开始参与航空技术助力奥运项目。

为了提高帆船帆板运动的速度，王崇礼团队围绕帆船帆板运动进行了系统的CFD计算、风洞试验研究和帆船帆板模拟训练系统的开发。

航空技术如何提高帆船帆板的速度？

王崇礼告诉记者，要想提高帆板的速度，就需要掌握航向，随着风向和风向实时调整，使帆和风向处于有利位置。相对角度增加推进力； , 需要实时调整身体姿态和位置，控制船体的俯仰和横滚角。在增加推进力的同时，尽量减小相对电流对船体的阻力。

"例如，在中、大风中逆风航行时，船体需要尽量压扁，以减少船体阻力。当风向改变5度左右时，通过我们的计算分析，风帆可以调整大约3度。相对较高的推进力。”王崇礼说。

王崇礼团队充分利用航空技术，科学、准确地获取帆船帆板气动力、船体水阻力、航行姿态、船速等关键信息。

通过风洞试验和气动计算模拟等手段，建立了基于运动风洞的吹气试验系统，对帆的气动力进行了系列吹气研究，建立了风帆基础气动数据库。获得了帆；通过水动力计算手段，国家队帆板等设备的三维扫描建模，以及水动力对比计算研究工作，比较了不同设备的水动力性能；航行是通过开发基于GPS和陀螺仪原理的无线传感器实现的。海上实时采集训练数据，为教练员评估训练效果提供量化数据。

“中国奥运成绩的突破，也激励着我们航空人不断进取。”王崇礼表示，未来他会为体育与科技的融合发展做出更多贡献，帮助更多的中国运动员取得更好的成绩。记者焦扬