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里约奥运为何破这么多世界纪录?

作者:渭南科普网 来源:渭南科普网 关注: 时间:2016-08-24 16:05
 
  里约奥运会已经接近尾声,虽然一路磕磕绊绊,出现了诸如“蓝池”变“碧池”等小插曲。不过,从成绩上看,本届奥运会还是交出了一份令人满意的答卷:总共包括5大项,20小项在内,共有27项世界纪录被打破(数据来源于中国新闻网)。
 
 
  那么我们今天就来扒一扒,除了运动员自身努力外,还有哪些因素导致了这么多项的世界纪录被打破? 
一、薄如纸的游泳纪录 
   本届奥运会的游泳项目非常精彩,共产生了21项世界纪录或奥运会纪录(数据来源于中国新闻网)。不可否认,本届奥运会游泳高手云集,来自美国的莱德茨基、瑞典的萨拉·舍斯特伦,以及英国的皮缇·亚当等,都纷纷碾压过去的世界纪录。
 
 
  但是,相比于其他竞赛项目动辄几十年都难打破的纪录,游泳纪录的脆弱其实也跟科技的发展密切相关。 
   1. LED运动传感器 
   在游泳项目中,运动员必须冲破“压差阻力”、“波浪阻力”和“摩擦阻力”,三大阻力与速度、姿势都有非常大的关系。所以,如何获得最大的动力同时减小阻力,是每个运动员训练的目标。以前,只能靠教练根据经验来纠正运动员的泳姿和划水、打水等技术动作。现如今,很多美国运动员都在训练时,在身上捆绑LED传感器,利用高速摄影机拍摄整个游泳过程,并且记录下LED的运动轨迹。最后,将视频导入分析软件,利用相关算法转化为可视化图形,纠正泳姿和动作细节。这些LED传感器能够捕获运动员的每一个动作,细致到脚趾的角度,为提高运动成绩起到了重要作用。
 
 
  2. 泳衣 
   提到泳衣的作用,大家都会想起鼎鼎大名的“鲨鱼皮”泳衣,2000年澳大利亚选手伊恩·索普穿黑色连体紧身泳装,一举夺得3枚金牌,使得鲨鱼皮泳衣名声大振。
 
 
  一般情况下,人们会认为物体表面越光滑,阻力就越小。但是,科学家根据仿生学对于鲨鱼皮肤表面进行了研究,发现其表面呈鳞片和类似圆谷状的非光滑盾鳞结构,盾鳞沟槽方向与游动方向平行。正是这些沟槽结构,使得水分子在通过表面时,产生无数微型的涡流,使得产生阻力的“边界层分离点”推后,减小了阻力。人们根据这种原理,在泳衣上设计了百万个细小的棘齿结构,使游泳时能够降低3%的阻力。
 
 
  后来,在2010年国际泳联规定了,比赛中禁止使用高科技泳衣,而且泳衣不得覆盖四肢等规定,才使得我们今天能够看见各种小鲜肉。否则,大家都裹得严严实实的,多没意思啊。
 
 
  不过,我们现在依然可以通过对泳帽、泳镜、泳衣三者进行标记研究,寻找三者协同作用的最佳设计方案。据称,孙杨身上穿的“快皮3”泳装系统,能够减少16.6%的阻力和11%的氧气消耗。 
   3. 泳池 
   这个可能是大家都没有想到的,千万不要以为奥运泳池就是地上挖个坑再灌点水那么简单呦!
 
 
  国际泳联自2008年北京奥运会开始,就开始推广3米深的标准泳池,相比于原来的2米水深,现在的泳池可以提供更好的浮力环境并且大大减小泳池底部的“粘性”摩擦力带来的阻力效应。
 
 
  另外,为了防止水波激起过大的水花,泳池中安排了顺畅的排水系统,生成的涟漪可以迅速消散,让运动员更加行云流水;同时,为了防止产生的水波干扰别的队员,分道线都是利用塑料小叶轮串接而成,这样水波在向邻道传递时,会驱动这些叶轮旋转,吸收大部分能量。
 
 
  泳池还有1.5万个小孔负责调节通风系统,保证水温严格控制在25至28摄氏度之间。其实,水温每升高5摄氏度,水的粘性将降低10%。所以,想提高自己游泳成绩的朋友,不妨找个水温高一些的泳池试试。
 
 
  最后,为了防止运动员忘记自己到底游了多少圈,泳池边还设置了数字记圈器。数字记圈器的一端被安置在每个泳道的底部靠近转身出,当运动员触壁后记圈器就会自动更新他们所游的圈数。 
   当然,我们也看到有俄罗斯媒体爆料,里约奥运会的泳池整体短了3厘米,所以才诞生了这么多的世界纪录。对于这一点,奥组委应该是利用激光测距仪认定过,最终的答案我们只能等官方说法。 
二、超酷的自行车比赛 
   8月12日,在2016年里约奥运会场地自行车女子团体竞速赛预赛中,中国选手宫金杰携手钟天使以32秒305打破了自己和郭爽在伦敦奥运会上创造的奥运纪录。接着在首轮比赛中,两位姑娘又以31秒928打破她们在2015年世锦赛上创造的世界纪录。最终在决赛中以32秒107的成绩轻松夺冠。
 
 
  同一天,在2016年里约奥运会场地自行车男子团体追逐赛决赛中,英国队以3分50秒265的成绩获得冠军,并打破世界纪录。
 
 
  中国姑娘炫酷的运动头盔吸引了在场观众,而真正帮助他们打破纪录的,是她们脚下“快到起飞”的高科技自行车。这种自行车只有一个齿轮,无闸,科技含量颇高,是国家体育总局专门开发研制的。而英国队获胜的法宝,同样是让他们引以为傲的Cervelo T5GB场地赛车。据说T5GB的研发,应用了F1方程式赛车的技术,经历了数百个小时的风洞分析、压力测试和计算机模拟,最终在F1赛场上测试,造就了Cervelo迄今为止最强的场地战车。
 
Cervelo T5GB场地赛车
 
风洞实验
 
  而在训练中,有些国家甚至已经开始启用增强现实智能运动眼镜,就是传说中的AR眼镜。在运动员训练时,自行车内的感应器会自动采集时速、脚蹬转速、单圈耗时等指标性数据,然后显示在运动员佩戴的眼镜上。根据这些实时数据反馈,运动员可以随时对自己的状态进行调整。虽然这种眼镜在比赛中被禁止使用,但这并不妨碍运动员在训练中广泛使用这种眼镜,从而让身体形成记忆,以应对比赛中的各种状况。
 
 
 
  当然,在自行车赛场上,除了讲究高科技的装备,配合也极其重要。我们看到,高水平的自行车选手从来都是不即不离,衔尾相随的。这与大雁在天空飞行的队形非常类似,都是运用了空气动力学原理。尾随选手待在领骑者背后的涡流里,空气阻力会明显减小,这个大家可以理解。而有趣的是,后面选手因为削弱了涡流效应,也能够使前面的运动员受益,减小所承受的压差阻力,实现共赢。这就是为什么两位选手成双要比单独的孤骑速度更快。
 
双人骑行的空气阻力分布情况
 
三、传统项目的新突破 
   本届奥运会上,中国队破纪录最多的当属举重项目,中国选手龙清泉、吕小军、邓薇分别打破了所在组别的世界纪录。
 
 
  而传统项目上比较难打破的田径方面,也频频刷出新的世界纪录。 
   埃塞俄比亚选手阿亚娜打破了由中国选手王军霞保持了23年的女子10000米世界纪录, 南非选手范尼凯克以43秒03的成绩打破男子400米世界纪录,还有链球等田赛项目的纪录等。
 
 
  那么,我们不禁要问,对于这些传统项目,还有高科技辅助吗? 
   答案是肯定的! 
   美国光环神经科学公司发布了一款类似于耳机的“光环运动”装置。据称,它能够利用电流刺激大脑,活跃机体功能,使运动员的力量最高提升12%。一些国家的运动员已经开始利用这种设备辅助训练了。
 
 
  Whoop Strap 2.0手环则是一款专为运动员设计的智能手环,主要用来在训练中检测皮肤导电性和心率,分析运动员身体在运动时所受压力是否过量,并提供纠错意见,对于激发运动员潜能,减少训练伤病起到重要作用。很多国家的运动员都在使用类似的专业手环。
 
 
  而对于田径运动员的服装材料,各大公司也是各显其能,通过改造及简化构造使重量降到最轻。比如中国田径队选用耐克公司的AeroBlades技术,其服装和臂带、护腿等辅具都经过数百小时的风洞测试,可以引导运动员周围的空气流动,降低风阻。
 
 
  阿迪达斯设计的EnergyBoost跑鞋,由发泡热塑性聚氨酯(E-TPU)构成,具有很强的弹性和减震特性。跑动时,其内部含微型密闭气泡的椭圆形微球的体积将增大10倍,产生的高回弹效应可反馈大量能量,为跑步者提供更好地前进动力。 
   当然,无论多么高端的科技,想要破纪录还是要靠运动员自己的努力和坚持,两者结合才能够发挥出最大的作用。世上只有一个人敢于完全不理会这些辅助设备,而地球上可能还没有人知道他的极限在哪里。
 
 
 
 
 
 
 
 
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