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第11届航天科学院(奥运金牌背后的航天技术)

在7月29日上午举行的东京奥运会女子200米蝶泳决赛中，中国选手张宇菲以2分03秒86的成绩夺冠，并打破了奥运会纪录。80分钟后，与队友杨训璇、唐和李一起，以7分40秒33的成绩打破世界纪录，获得女子4个来回的冠军。200米自由泳接力冠军，这也是中国游泳队接力项目的首枚奥运金牌。

(资料图片仅供参考)

在为奥运健儿踩着记录夺冠欢呼时，人们可能很难想到这块来之不易的游泳金牌是由航天技术支撑的。

科技日报记者从中国航天科技集团九院获悉，早在2019年12月，国家体育总局就向该院下达了项目需求，希望利用先进的航天技术研发精密测量产品，帮助游泳运动员加强训练的科学性，提高比赛成绩。

随着体育运动的科技化程度越来越高，利用高科技手段分析参数、指导训练已被世界各国高水平运动员广泛采用。尤其是高手对决，一些小动作往往是成败的关键。在游泳运动中，传统的图像记录等手段无法定量获取运动员的所有运动信息，尤其是无法有效识别关节旋转等微小变化。然而，空间惯性技术有助于解决这一问题。

九十三时代光电股份有限公司是我国重要的惯性技术和产品研发基地，一直为我国各类火箭和航天器提供高质量的光纤惯性器件和光纤速率陀螺仪。国家体育总局带着项目需求找到了这个地方，公司马上成立了项目组，开始具体产品的研发。

经过技术攻关和不断改进，该公司开发的运动测量产品已顺利成型。这款产品的重量只有16克，包括惯性导航子系统、定位测速子系统、视频采集子系统和数据综合分析系统。可以分别实现姿态测量、位置和速度测量、运动视频拍摄、数据集成和求解、三维模型驱动等功能。

其中，INS子系统作为核心部件，主要测量动作的姿态信息，输出三维姿态参数，从而获得运动员每秒的姿态和呼吸，以及在泳池中每一个来回的划水频率、划水幅度、划水次数、转身时间等多项技术参数，实现对每一个动作的精细量化评价。

今年上半年，国家游泳队备战东京奥运会时，时代光电公司运动测量团队携带自主研发的运动测量产品，与国家游泳队合作，对优秀运动员进行风洞测试。张宇菲、杨俊轩、许家钰、刘翔、颜子贝和于怡婷六位世界冠军参加了实验。

模拟游泳过程中的流场，进行典型游泳速度下不同技术动作和阻力的测试。在测试人员和运动员的密切配合下，分别完成了6名运动员在站姿和游泳姿势下不同送裆角度和不同技术动作的测试。测量产品全程工作正常，数据全部采集成功，找出了运动员在典型游泳速度下不同姿势的阻力规律。为教练团队确定训练计划、提高运动员身体流线、优化技术动作提供了科学依据，获得了国家体育总局和国家游泳队的一致好评。

事实上，帮助中国奥运代表团夺冠的不止航天科技一家。除了捕捉精细动作的惯性技术，还有一个可以用来吹风和划船的风洞。

据了解，航天科技集团十一院充分利用多年来在航天领域积累的设计和风洞试验专业知识和科研成果，积极应用于奥运会重点科技攻关项目，自主研发了多套国内领先的高精度试验平台，解决了各类奥运装备试验要求不同的难题，将航天空气动设计和试验技术应用于多项奥运赛事。

2019年以来，根据四人赛艇风洞试验项目的要求，十一院低速风洞实验室成功研发了一套基于气浮装置的三维测力平台。整个测试系统的气动测量分辨率达到0.04 N，静态标定非线性度为0.08%，完全满足高精度小载荷风洞试验项目的要求。

通过风洞试验，研究了运动员接水、划水、出水、回桨等不同动作的气动力，以及4名运动员不同队形组合对气动力阻力的影响，为运动员比赛提供科学参考。

在28日举行的东京奥运会女子赛艇四人双桨决赛中，由陈运霞、张玲、杨璐和崔晓彤组成的中国队夺得冠军，为中国代表团夺得本届奥运会的第10枚金牌。

记者从十一院获悉，该院建设的国内首个综合性运动训练风洞于2020年10月25日正式启用，将助力我国冰雪运动员在2022年冬奥会上取得佳绩。