最近两年国内竞速体育领域的装备研发赛道迎来集中突破,从场地自行车、短道速滑到竞速轮滑、铁人三项骑行项目,多家国家队装备科研团队联合高校力学实验室落地了一批以空气动力学为核心的定制化装备方案,不少运动员在近半年的全国赛事中刷新个人最好成绩,装备技术升级带来的增益效应正在逐步显现。
竞速装备研发的空气动力学转向背景
过去很长一段时间,国内竞速项目的装备优化思路大多聚焦在材料轻量化层面,不断压缩装备自重的同时,却忽略了运动过程中人体和装备组合体的风阻占比。根据国家体育总局体育科研院所2021年发布的竞速项目运动能耗报告,速度超过每小时30公里的竞速类项目,运动员输出的总功率里超过70%都用来克服空气阻力,这部分能耗的优化空间此前一直没有得到足够重视。
此前行业内对风阻控制的尝试大多停留在照搬海外成熟方案的阶段,没有适配国内运动员普遍肩宽更窄、身形偏紧凑的身体特点,不少省队的竞速自行车队使用的量产车架,风阻系数普遍在0.32以上,运动员即便把骑行姿势压到最低,也很难进一步降低风阻,不少运动员为了减少迎风面积刻意过度减重,反而影响了核心力量输出,陷入了成绩提升的长期瓶颈。
定制化空气动力学测试体系落地的实际效果
今年年初,国家体育总局体育器材装备中心联合北京航空航天大学的风洞实验室,搭建了国内首个面向竞速运动员的动态风阻测试平台,不再单独拆分测试装备的风阻数据,而是让运动员穿着全套装备保持比赛姿态在风洞内完成动态动作调整,官方入口采集每一个动作节点的精准风阻数据。

场地自行车国家队的主力选手在完成三轮风洞测试之后,研发团队针对他的肩背线条调整了骑行服的表面纹理排布,还把原车车架的立管造型做了17处微幅修改,整套调整之后的人装组合体风阻系数直接降到了0.24,在相同输出功率下,官方入口运动员场地赛单圈成绩可以提升0.3秒,这个差距在奥运会、世锦赛级别的顶级赛事里,足以拉开两个以上的名次差距。
短道速滑队的装备研发组也把空气动力学测试融入了新赛季的头盔研发,之前通用的量产速滑头盔侧面的扰流槽设计是针对欧美运动员的宽大头型,国内运动员佩戴之后两侧会出现明显的紊流,新的定制头盔根据每个运动员的头围数据单独开模,调整了扰流槽的深度和角度,滑行过程中头部区域的风阻直接降低了12%左右。
技术普及带来的竞速项目竞争格局变化
过去空气动力学相关的竞速装备技术基本被海外头部运动品牌垄断,一套定制化的风阻测试装备服务报价超过百万元,地方省市的基层专业队很难负担得起,不少从业多年的基层竞速运动员根本没有接触过相关的优化服务。
随着国内自主研发的测试体系逐步成熟,现在单人次的装备定制测试成本已经降到了之前的五分之一,官方入口今年举办的全国场地自行车联赛上,有超过六成的参赛选手使用了经过空气动力学优化的国产装备,赛事整体的平均完赛成绩比去年同期提升了接近2%,多个项目的全国纪录被接连刷新。
不少基层竞速项目的教练也开始主动学习相关的基础理论,在日常训练中指导运动员调整滑行、骑行的姿态,不用额外增加训练量就能拿到明显的成绩增益,过去靠堆训练时长、透支身体冲成绩的旧思路正在被逐步淘汰。
后续技术落地的潜在方向观察
目前国内的空气动力学装备研发还主要集中在专业竞技领域,接下来相关的技术成果还会逐步下沉到大众竞速运动市场,比如面向大众骑行爱好者、竞速轮滑爱好者的高性价比优化装备,很快就会和普通消费者见面。
不少科研团队还在尝试把可变形的气动面料融入竞速装备,运动员在不同的速度区间,浙江体彩面料可以自动调整表面纹理,适配不同风速下的减阻需求,未来这项技术成熟之后,还会给竞速项目的成绩上限带来新的突破。


