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冬奥单人雪橇:冬奥无舵雪橇

冬奥单人雪橇:冬奥无舵雪橇雪橇是最重要的装备。这是一台高科技机器。它主要由玻璃纤维和钢制成,并根据每个运动员的身高、体重和比例为他或她量身定制。雪橇队与公司签约,根据定制规格设计和制造雪橇。单雪橇重量在 46 到 55 磅(21 到 25 公斤)之间,而双雪橇重量在 55 到 66 磅(25 到 30 公斤)之间。座椅从滑块的肩膀到他或她的膝盖,没有头部支撑。对于滑手每次跑步所面临的危险程度,他们佩戴的防护装备数量惊人地少。尽管导航雪橇课程的所有复杂性,所涉及的设备是有限的。无舵雪橇中的每一件设备都是为最大限度的空气动力学、最小的摩擦和最高速度而设计的。所需设备包括:典型的雪橇赛道长度不到 1 英里(1.6 公里),每跑一分钟就会下降 300 到 400 英尺(90 到 120 米)或 30 层。配置包括直道、左转和右转、下坡(有时是短上坡)和至少一个 S 型曲线组合,如“迷宫”,由三个或四个连续转弯组成,它们之间

无舵雪橇是冬奥会上最快的运动。这也是最危险的一种。令人难以置信的速度在冰冷、坡度高的赛道上比赛的运动员是一个特殊的存在。绝对不像我们小时候在冰雪覆盖的街道上滑雪一样。接下来我们将了解有关奥林匹克雪橇的知识。

冬奥单人雪橇:冬奥无舵雪橇(1)

图为 为2022 年冬季奥运会而在中国延庆建造的延庆国家滑行中心赛道其中有 16 个弯道,是世界上第一个 360 度转弯的赛场。

在Olympic luge 中,雪橇实际上有两种类型:自然轨道和人工轨道。

  • 自然轨道雪橇中,轨道是由积雪和冰雪组成的。天然雪橇轨道上的坡度不大于 1.5%(约 1 度),这意味着对于每 100 英尺(30 米)的轨道,最大海拔变化为 1.5 英尺(45 厘米)。速度可以达到每小时 50 英里(每小时 80 公里)。如果有足够的雪,任何人都可以制作天然雪橇赛道。
  • 人工轨道雪橇 中,轨道更陡峭,弯道高,平均坡度为 8% 至 11%(约 5 至 6 度)。人工赛道上的速度可以达到每小时 90 英里(每小时 140 公里)甚至更高。奥地利滑手 Manuel Pfister以每小时 95 英里(每小时 154 公里)的速度保持着最快的雪橇速度世界纪录。

奥运赛道是人工冷藏的。球场通常是钢筋混凝土轨道,蒸发器埋在混凝土中。蒸发器将轨道冷却至 12 华氏度(-11 摄氏度)。然后将水喷洒在轨道上以形成大约 2 英寸(5 厘米)的冰面。

典型的雪橇赛道长度不到 1 英里(1.6 公里),每跑一分钟就会下降 300 到 400 英尺(90 到 120 米)或 30 层。配置包括直道、左转和右转、下坡(有时是短上坡)和至少一个 S 型曲线组合,如“迷宫”,由三个或四个连续转弯组成,它们之间没有直道。

延庆为 2022 年北京冬奥会所有滑行项目(雪橇、雪橇和骨架)建造的赛道长 5 298 英尺(1 615 米),最高坡度为 16%。它具有 16 条曲线(转弯),包括世界上第一个 360 度弯道。

对于训练有素的运动员来说,仅仅停留在雪橇上就是一项壮举。但是滑车不仅要留在雪橇上——他们还需要保持严格的空气动力学形式,注意他们要去的地方,并将雪橇保持在最佳位置,这样可以在转弯之间来去自如。

对于滑手每次跑步所面临的危险程度,他们佩戴的防护装备数量惊人地少。尽管导航雪橇课程的所有复杂性,所涉及的设备是有限的。无舵雪橇中的每一件设备都是为最大限度的空气动力学、最小的摩擦和最高速度而设计的。所需设备包括:

  • 雪橇
  • 赛车鞋
  • 头盔
  • 赛车手套和西装

雪橇是最重要的装备。这是一台高科技机器。它主要由玻璃纤维和钢制成,并根据每个运动员的身高、体重和比例为他或她量身定制。雪橇队与公司签约,根据定制规格设计和制造雪橇。单雪橇重量在 46 到 55 磅(21 到 25 公斤)之间,而双雪橇重量在 55 到 66 磅(25 到 30 公斤)之间。座椅从滑块的肩膀到他或她的膝盖,没有头部支撑。

雪橇包括:

  • 赛车吊舱:吊舱是滑块所在的赛车座椅。它通常由玻璃纤维制成。
  • 两块:两块钢是雪橇滑动的部分——它们是雪橇上唯一与冰接触的部分。钢由金属制成,非常锋利。
  • 两个跑步者:跑步者是钢制的,是雪橇的主要转向机构。
  • 两个:弓是每个跑步者的弯曲部分并且是灵活的。滑行者使用他们的腿向一名或另一名跑步者弓施加压力以引导通过路线(他们也可以通过用肩膀做一些小动作来转移他们的体重来引导)。
  • 两个:桥连接到跑步者并支撑吊舱。
  • 两个把手:吊舱两侧都有把手,可让滑块在比赛期间握住。
  • 雪橇不能有任何类型的机械刹车。

滑块的赛车装备 包括:

  • 头盔:雪橇头盔有一个圆形的遮阳板,一直延伸到滑块的下巴下方,以最大限度地减少空气阻力。它必须包括一个带子来固定他们的头部以抵抗高G 力。
  • 赛车服:雪橇服是一种光滑的、涂有橡胶的、紧身的服,旨在最大限度地减少空气摩擦。滑手通常穿着全新的西装竞争,因此没有机会拍打。赛车服的重量不得超过 8.8 磅(4 公斤)。
  • 尖刺手套:雪橇手套的指尖和/或指关节缝有尖刺,以在比赛开始时滑行滑过冰面时提供牵引力。
  • 赛车短靴:雪橇短靴上的拉链将滑块的脚拉到笔直的位置(而不是弯曲的)。这个位置使正面阻力最小化。

在比赛期间,赛车短靴中的障碍物会影响滑块的空气动力学,足以决定胜负。滑块通常以全新的装备比赛,以减少被忽视的问题。

冬奥单人雪橇:冬奥无舵雪橇(2)

雪橇起步有六个基本阶段:阻挡、压缩、拉动、伸展、推动和划桨。这张图片显示拉脱维亚滑手 Kristers Aparjods 在街区前摇着他的雪橇。这个动作为其余的开始动作设定节奏。

奥运会雪橇比赛分为四个赛区:男子单打、女子单打、不分性别的双打和团体接力。由于在雪橇比赛中较高的重量是有利的,双打球队通常都是男性。除奥运会外,大多数国际比赛都有单人滑行,每人跑两次。两次运行的时间相加,累积时间最快的滑块获胜。

在奥运会中,单人雪橇比赛由四轮组成,而不是两轮(双打仍然只有两轮),所有这些都计入决赛时间。

由于每条雪橇赛道都不同,雪橇没有全面的世界或奥运会纪录。只有跟踪记录。

在雪橇赛道开始时,滑块抓住两个手柄 - 一个在轨道的每一侧 - 并使用它们来回摇动以建立开始的动力。然后,滑行者用手推动自己沿着路线前进,使用他们的尖刺手套划过赛道的前 10 英尺(3 米)左右,以帮助他们在躺在雪橇上之前获得速度。

接近下坡起点时,滑行者面朝上躺着,脚先放在他们的背上,并在接下来的跑步中保持这个姿势。滑行者只需抬起头就足以知道他们在赛道上的位置。他们利用自己的体重来导航曲折,转弯和直道,同时保持放松,这是不容易实现的。他们的身体必须足够坚硬以最大限度地提高加速度——任何摇晃或松动都会增加雪橇和轨道之间的摩擦——但又要足够放松以吸收在整个跑步过程中作用在他们身上的强烈力量。

由于转向也会增加摩擦力,因此滑块会尽可能少地转向,仅在必要时按压船头。大多数时候,控制就是与雪橇合二为一,让重力发挥作用。

滑手必须带着雪橇越过终点线;没有完全将它推过终点线意味着自动取消资格。

定时

奥林匹克雪橇计时为 1/1000 秒;它在开始和结束时使用光电传感器进行计时。该设置在运行的每一端都有一个光发射器/接收器对。发射器位于轨道的一侧,接收器位于轨道的另一侧。开始时,滑块在越线时触发计时器,因为他挡住了光束。在终点线,他以同样的方式停止计时器。

自 1998 年奥运会以来,雪橇计时系统已在每场比赛前使用 GPS 卫星进行校准,其原子钟精确到 10-10 秒。校准过程基本上是将雪橇赛道上的计时器与卫星上的原子钟同步。使用内置在计时系统中的改进型 GPS 接收器,卫星可以触发开始计时器,然后在一定间隔后触发停止计时器。如果卫星记录的时间和地面系统记录的时间至少匹配到千分之一秒,则计时系统已准备好进行比赛。

完成雪橇滑行是一项令人振奋且对体力要求很高的任务。让我们看一下从头到尾制作它所涉及的物理学。

冬奥单人雪橇:冬奥无舵雪橇(3)

重力、力和惯性等物理概念在无舵雪橇中发挥着巨大的作用,以及滑杆能够以多快的速度将自己推下轨道。王昭/法新社通过盖蒂图片社

雪橇滑跑所涉及的物理概念相当基本:

  • 需要力惯性才能使滑块在课程开始时移动。
  • 重力将滑块和雪橇拉下轨道。
  • 雪橇和轨道之间的摩擦力对抗重力,是速度的主要决定因素。
  • 空气动力阻力作用在滑块/滑板组合上,以抵抗其在空气中的运动。阻力越小,速度越高。
  • G力等于重力施加的力。它是作用在加速物体上的力。如果一个滑块在转弯时面对 3 Gs,他们的身体在休息时会感觉比他们的实际重量重 3 倍。

在课程开始时,滑块/雪橇单元处于静止状态。滑车的目标是以最大速度开始跑步,因此他们需要以尽可能大的力量将雪橇推上赛道,以克服其惯性(保持静止的愿望)。

如果滑块重 198 磅(89 公斤),而雪橇重 50.6 磅(23 公斤),则总质量约为 247 磅(112 公斤)。通过在赛道顶部来回摇摆,滑块需要产生足够的动量,以在大约两秒钟内将 247 磅的重量推过赛道的前 10 英尺(3 米),以实现良好的开端。

当斜坡开始时,滑块躺在雪橇上,让重力接管。在雪橇中,更重的重量意味着更快的速度。运动员的体重越重,将他们拉下赛道的重力就越大。阻碍重力的力量之一是摩擦力。为了减少雪橇和轨道之间的摩擦量,雪橇上的钢用砂纸和钻石膏之类的东西抛光。

在整个跑步过程中作用于重力拉力的另一个力是空气动力阻力,它由空气摩擦和形状阻力组成。在雪橇中,当空气流过滑块顶部时,它会与头盔和赛车服的材料相互作用。这会导致空气摩擦。为了减少空气摩擦,赛车服是光滑的和紧身的,雪橇头盔上的面罩是圆形的,并一直延伸到滑块的下巴下方,因此没有气穴。空气与滑块/滑板组合的正面形状之间的相互作用导致了形状阻力

除了为雪橇使用最符合空气动力学的形状外,滑块还试图通过保持符合空气动力学的车身位置来进一步减少形状阻力。它们呈现的区域越少越好。即使抬起头一英寸来查看轨道也会增加阻力,并且可能会增加千分之一秒的运行时间。

在双打雪橇中,较高的运动员位于前面,在搭档的双腿之间,以实现更平滑的轮廓。许多滑手花费数小时在风洞中进行训练,以找到理想的身体姿势以最大程度地减少阻力。

当G 力增加时,雪橇滑跑中最物理上的打击点可能是转弯,尤其是转弯组合。整个雪橇路线的加速和减速会对滑行者的身体施加高达 3 Gs 的平均力。当向心力为作用在滑块上的力增加了另一个维度时,在倾斜转弯中力可以达到 5 Gs 。

向心力将滑块向外拉动。为了保持速度,滑块必须完美地平衡离心力和重力,将它们拉下整个过程。这意味着找到“甜蜜点”并留在那里。如果力是平衡的,雪橇将平稳地通过每个转弯并返回直道。如果它们不平衡,滑块将不得不过度转向,从而减慢运行速度。

在如此短的时间内有如此多的利害关系,雪橇运动员全年训练以节省千分之几秒的时间。在下一节中,我们将了解雪橇训练所涉及的内容。

冬奥单人雪橇:冬奥无舵雪橇(4)

因为雪橇是少数几项计时为 1/1000 秒的奥林匹克运动项目之一,所以起跑是比赛中最重要的部分。这是滑块最能控制的时间,因此运动员的训练可以对结果产生最大的影响。

雪橇运动员在一开始就建立了巨大的上身力量,当他们将自己、雪橇和任何额外的重量推到球场上时。开始时也需要手部力量,当滑块在球场的前几英尺中尽可能快地划桨时。

在休赛期,雪橇运动员通过游泳、举重训练和健美操来锻炼上半身肌肉。当赛道开放时,他们会尽可能多地练习跑步,有时只专注于开始,发展力量、敏捷性和技术。

雪橇训练还包括风洞训练,在此过程中,运动员找出实现最小空气动力阻力的形式。滑块头部上方和脚下的监视器会显示一个数字,表示他们正在经历的阻力量。这些会话允许他们对其位置进行细微调整以降低阻力。

无舵雪橇的训练关乎力量和精度,但滑手也必须具备一定的气质。让我们一起欣赏比赛为健儿加油吧!

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