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第29届奥林匹克运动会在北京举行,在这个全球收视率超过40亿观众的竞技场上,除了精彩纷呈的赛事和顽强拼搏的选手外,而隐藏在运动员装备中的无数科技“细节”也值得拿出来晒晒。
飞行纤维“金缕鞋”
牙买加飞人博尔特堪称北京田径赛场最引人注目的新星。在他之前,人类从来没有跑进过9秒70,也从来没有出现过如此“嚣张”的百米冲刺——或许他还能跑得更快!闪光灯和欢呼声营造了一个人类盛典的场景。博尔特拿起自己金缕鞋子打广告,其实他更像是在炫示自己。在整个百米比赛过程中,他的鞋带都没绑紧!或许他不穿鞋也能成为地球上跑得最快的人。
一个世纪前的百米短跑成绩平均每年提高0.015秒,如今已经减缓到每年提高0.006秒了。人们越来越注重从跑鞋上挖掘点滴的潜力。根据测试,跑鞋质量每增加100克,运动员的体能消耗将增加1%,1991年东京田径世锦赛上,美国短跑名将刘易斯打破百米世界纪录时的跑鞋只有115克;2000年悉尼奥运会上,美国女飞人玛丽安,琼斯的“水晶鞋”则只有99克;加拿大“黑豹”贝利的跑鞋轻得更被形容为“带钉的袜子”。类似“金缕鞋”的研制受悬索桥钢缆启发,用坚韧的细线替代全部厚重的框架结构。这种聚乙烯纤维细线和金丝创造出的有史以来最轻的“飞行纤维”,又不失跑鞋应有的结实、耐用、完整性及支撑功能。
飞天魔棒
8月T8日,俄罗斯撑竿跳“女皇”伊辛巴耶娃随着鸟巢9万名观众的热情掌声成功地跃过了5.05米的新高度。除教练对伊辛巴耶娃助跑、撑竿和过杆技术潜力的充分挖掘外,伊辛巴耶娃手中的碳纤维撑竿当然也是功不可没。
一根沉重、没有弹性、容易折断的木杆时代撑竿跳成绩只有3.30米;1905年运动员开始使用质量较轻、有一定弹性的竹竿,最高成绩达到了4.77米;1930年用金属杆将成绩提高到4.80米。但真正的突破还是在1985年。那年,后来被誉为“撑竿跳高沙皇”的前苏联运动员布勃卡,借助一种用玻璃纤维、合成树脂以及超柔软、超强度纤维混合制咸的现代化撑竿,一跳成名。如今,俄罗斯选手伊辛巴耶娃的撑竿已经向碳纤维迈进——杆头和杆尾采用了大量碳纤维材料,杆体更轻盈,反弹力更强劲,它能够弯曲接近90度以储存大量形变势能,并快速释放反弹。
“聪明衣”和“航空盔”
激烈的竞技不仅出现在人与人之间,科学技术的“明争暗斗”也已成为奥运会的一个重要组成部分,因为“金牌银牌间的差距往往比头发丝还细微”。自上世纪90年代以来,越来越多的田径选手穿着连体紧身衣裤参赛,而在以前,这种装束更像是一个游泳运动员。在1996年亚特兰大奥运会上,德国铁饼冠军里德尔比赛时穿着只有一只袖子的奇怪运动服,这种独袖衣能够增强他拋掷铁饼的力量。
研究发现,当人体温度达到39.5℃时,运动水平大幅下降。对于在短时间之内要创造和突破极限的运动员来说,阻力和散热是至关重要的,为此科学研究人员针对在不同领域的运动员发明了一系列的“聪明服装”。首先,中国跳水队被称为“梦之队”,所以运动员身穿的跳水服装不仅排水,而且还有“压水花”的功能;特有的背部排水槽能够在人体入水后迅速排干积水,使水花降到最低。而美国选手在新设立的山地越野自行车项目上穿着的一款超轻皮衣,也具有“条状排气”功能,既凉爽又符合空气动力学原理。在2008年北京奥运会上,刘翔的新运动服名字就叫做“零阻力”。遗憾的是刘翔因伤放弃比赛,“零阻力”运动衣发挥了“零”作用。另外,还有用金属涂料、塑料等材料做成的“降温”背心,让运动员在比赛前1小时穿上,可以延缓运动员体温上升。
运动员的头盔多数是为了保护头部,拳击、曲棍球、棒球等运动都是如此。而说到科技含量,自行车运动员的头盔因为考虑到加入空气动力学的考量,科技含量更高一筹。在高速运动中,空气顺着头盔刻线的方向流动,在脑后形成一个漩涡,这样就不会减慢速度。航空头盔可使空气在头上流过的阻力减少2%,把阻力降到最低。
碳素自行车
另外,荷兰自行车知名制造商为荷兰运动员波斯研发了一款自行车,声称是世界上空气阻力最小的自行车。这辆车的研发人员包括设计火箭和战斗机的研发人员,研发经费也从最先的10万最终升至100万美元。这款车的骨架采用碳素纤维制作,质量只有7.4千克,它的前部、纵剖面都比较窄,轴距也比老式自行车短了5厘米,车轮与车胎的结合非常紧密,几乎看不到结合缝。更神奇的是,它的所有螺母、螺栓都是看不到的,全都隐藏在了车身内部,这样可以减少空气阻力。据测试,这款车在4000米的比赛中可以把成绩提高2~3秒。
奥运新品秀
中国是世界上最大的体育用品生产基地,目前全世界65%的体育用品是由中国制造。新材料和新器械能够帮助运动员追求“更高、更快、更强”的目标。换句话说,这些新运动器械更利于克服阻力和地心引力。下面我们来认识一下运动专家特意为2008年北京奥运会量身定做的科技利器。
边缘铁饼:专门为北京奥运会打造的铁饼之一。它89%的质量位于边缘,剩下11%的质量在中间是塑料。研究显示,将大部分质量分布在边缘的铁饼,有利于同等角速度下获得最大的角动量而更好地保持陀螺效应,使运动员能发挥更高的水平。
新型弓:弓臂由柔韧性强、抗撞击的复合泡沫塑料做成,和美国海军的洛杉矶级核潜艇中采用的是相同材料。
碳纤维标枪:北京奥运会男子项目上主要使用的两种标枪之一,外面包裹碳纤维材料的铝制标枪,好比用碳纤维编织的渔网丝袜包裹着一根硕大牙签。这种铝和碳成分各半的标枪减少了对投掷者肘部的压力,在质量和力量之间找到了近乎完美的平衡,将标枪的震动时间减少10%,让标枪流线更加合理,可以飞行得更远。
超轻垒球棒:采用超轻、超活性材料——黑缟玛瑙碳,该材料和波音787客机机身的材料一样。
芯片气手枪:常用于现代五项全能、10米气手枪比赛,它的电子扳机由微芯片控制。
除了上述高科技装备之外,其他诸如射击队采用的激光瞄准测试系统、击剑比赛的透明面罩等,也都在各自领域发挥着愈来愈重要的作用。进入21世纪的奥运会比赛再也不全是运动员自身的较量,高科技含量的各种技术装备正逐渐成为竞技赛场不可或缺的东西。
飞行纤维“金缕鞋”
牙买加飞人博尔特堪称北京田径赛场最引人注目的新星。在他之前,人类从来没有跑进过9秒70,也从来没有出现过如此“嚣张”的百米冲刺——或许他还能跑得更快!闪光灯和欢呼声营造了一个人类盛典的场景。博尔特拿起自己金缕鞋子打广告,其实他更像是在炫示自己。在整个百米比赛过程中,他的鞋带都没绑紧!或许他不穿鞋也能成为地球上跑得最快的人。
一个世纪前的百米短跑成绩平均每年提高0.015秒,如今已经减缓到每年提高0.006秒了。人们越来越注重从跑鞋上挖掘点滴的潜力。根据测试,跑鞋质量每增加100克,运动员的体能消耗将增加1%,1991年东京田径世锦赛上,美国短跑名将刘易斯打破百米世界纪录时的跑鞋只有115克;2000年悉尼奥运会上,美国女飞人玛丽安,琼斯的“水晶鞋”则只有99克;加拿大“黑豹”贝利的跑鞋轻得更被形容为“带钉的袜子”。类似“金缕鞋”的研制受悬索桥钢缆启发,用坚韧的细线替代全部厚重的框架结构。这种聚乙烯纤维细线和金丝创造出的有史以来最轻的“飞行纤维”,又不失跑鞋应有的结实、耐用、完整性及支撑功能。
飞天魔棒
8月T8日,俄罗斯撑竿跳“女皇”伊辛巴耶娃随着鸟巢9万名观众的热情掌声成功地跃过了5.05米的新高度。除教练对伊辛巴耶娃助跑、撑竿和过杆技术潜力的充分挖掘外,伊辛巴耶娃手中的碳纤维撑竿当然也是功不可没。
一根沉重、没有弹性、容易折断的木杆时代撑竿跳成绩只有3.30米;1905年运动员开始使用质量较轻、有一定弹性的竹竿,最高成绩达到了4.77米;1930年用金属杆将成绩提高到4.80米。但真正的突破还是在1985年。那年,后来被誉为“撑竿跳高沙皇”的前苏联运动员布勃卡,借助一种用玻璃纤维、合成树脂以及超柔软、超强度纤维混合制咸的现代化撑竿,一跳成名。如今,俄罗斯选手伊辛巴耶娃的撑竿已经向碳纤维迈进——杆头和杆尾采用了大量碳纤维材料,杆体更轻盈,反弹力更强劲,它能够弯曲接近90度以储存大量形变势能,并快速释放反弹。
“聪明衣”和“航空盔”
激烈的竞技不仅出现在人与人之间,科学技术的“明争暗斗”也已成为奥运会的一个重要组成部分,因为“金牌银牌间的差距往往比头发丝还细微”。自上世纪90年代以来,越来越多的田径选手穿着连体紧身衣裤参赛,而在以前,这种装束更像是一个游泳运动员。在1996年亚特兰大奥运会上,德国铁饼冠军里德尔比赛时穿着只有一只袖子的奇怪运动服,这种独袖衣能够增强他拋掷铁饼的力量。
研究发现,当人体温度达到39.5℃时,运动水平大幅下降。对于在短时间之内要创造和突破极限的运动员来说,阻力和散热是至关重要的,为此科学研究人员针对在不同领域的运动员发明了一系列的“聪明服装”。首先,中国跳水队被称为“梦之队”,所以运动员身穿的跳水服装不仅排水,而且还有“压水花”的功能;特有的背部排水槽能够在人体入水后迅速排干积水,使水花降到最低。而美国选手在新设立的山地越野自行车项目上穿着的一款超轻皮衣,也具有“条状排气”功能,既凉爽又符合空气动力学原理。在2008年北京奥运会上,刘翔的新运动服名字就叫做“零阻力”。遗憾的是刘翔因伤放弃比赛,“零阻力”运动衣发挥了“零”作用。另外,还有用金属涂料、塑料等材料做成的“降温”背心,让运动员在比赛前1小时穿上,可以延缓运动员体温上升。
运动员的头盔多数是为了保护头部,拳击、曲棍球、棒球等运动都是如此。而说到科技含量,自行车运动员的头盔因为考虑到加入空气动力学的考量,科技含量更高一筹。在高速运动中,空气顺着头盔刻线的方向流动,在脑后形成一个漩涡,这样就不会减慢速度。航空头盔可使空气在头上流过的阻力减少2%,把阻力降到最低。
碳素自行车
另外,荷兰自行车知名制造商为荷兰运动员波斯研发了一款自行车,声称是世界上空气阻力最小的自行车。这辆车的研发人员包括设计火箭和战斗机的研发人员,研发经费也从最先的10万最终升至100万美元。这款车的骨架采用碳素纤维制作,质量只有7.4千克,它的前部、纵剖面都比较窄,轴距也比老式自行车短了5厘米,车轮与车胎的结合非常紧密,几乎看不到结合缝。更神奇的是,它的所有螺母、螺栓都是看不到的,全都隐藏在了车身内部,这样可以减少空气阻力。据测试,这款车在4000米的比赛中可以把成绩提高2~3秒。
奥运新品秀
中国是世界上最大的体育用品生产基地,目前全世界65%的体育用品是由中国制造。新材料和新器械能够帮助运动员追求“更高、更快、更强”的目标。换句话说,这些新运动器械更利于克服阻力和地心引力。下面我们来认识一下运动专家特意为2008年北京奥运会量身定做的科技利器。
边缘铁饼:专门为北京奥运会打造的铁饼之一。它89%的质量位于边缘,剩下11%的质量在中间是塑料。研究显示,将大部分质量分布在边缘的铁饼,有利于同等角速度下获得最大的角动量而更好地保持陀螺效应,使运动员能发挥更高的水平。
新型弓:弓臂由柔韧性强、抗撞击的复合泡沫塑料做成,和美国海军的洛杉矶级核潜艇中采用的是相同材料。
碳纤维标枪:北京奥运会男子项目上主要使用的两种标枪之一,外面包裹碳纤维材料的铝制标枪,好比用碳纤维编织的渔网丝袜包裹着一根硕大牙签。这种铝和碳成分各半的标枪减少了对投掷者肘部的压力,在质量和力量之间找到了近乎完美的平衡,将标枪的震动时间减少10%,让标枪流线更加合理,可以飞行得更远。
超轻垒球棒:采用超轻、超活性材料——黑缟玛瑙碳,该材料和波音787客机机身的材料一样。
芯片气手枪:常用于现代五项全能、10米气手枪比赛,它的电子扳机由微芯片控制。
除了上述高科技装备之外,其他诸如射击队采用的激光瞄准测试系统、击剑比赛的透明面罩等,也都在各自领域发挥着愈来愈重要的作用。进入21世纪的奥运会比赛再也不全是运动员自身的较量,高科技含量的各种技术装备正逐渐成为竞技赛场不可或缺的东西。