高亭宇夺冠，这套训练装置帮速滑运动员练就制胜关键技术
科技日报记者张盖伦
2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录，夺得该项目冠军，为中国体育代表团在北京冬奥会上夺得第4枚金牌。
在“冰丝带”“最快的冰面”上滑出最棒的成绩，高亭宇为世界展现了“冰上田径”的魅力。常看速度滑冰比赛的观众会发现，运动员在直道和弯道时的姿态、步伐都大不相同。实际上，掌握弯道处的滑行技术，也是运动员在比赛中制胜的关键。
国家速度滑冰队近两年在训练弯道技术时，多了一个帮手——人体高速弹射装置。它出自北京理工大学宇航学院教师郝继光团队之手，得到国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项国家科学化训练基地建设关键技术研究与示范项目支持。
郝继光团队常研究的弹射技术，主要用于航天发射。所谓弹射，简单理解，就是通过外力加速待发射物体。
2018年，国家体育总局找到他们，提出了这样一个需求——能否用相关技术，用外力实现速滑队员在弯道处的加速？
过弯道时，离心力大，加速度也大，还要保持平衡。若要训练弯道技术，运动员需自己加速入弯，在相对高速状态下调整姿态、步伐。尽管训练要点是弯道，但在入弯之前，运动员会耗费大量体力。所以，大量的弯道技术训练通常在大型比赛前才开始。
有没有办法让运动员在训练时，既能达到高速，又不会太费劲呢？
“刚接到需求时，我是懵的。”郝继光坦言，此前他完全不了解速度滑冰。“我们平时研究弹射，用的是火药，但你在人身上不可能用火药。”要加速，同时必须兼顾安全性、舒适性和稳定性，成为郝继光最头疼的问题。那段时间，他天天琢磨这件事，想了几十个方案。想过按照传统思路，用火工品推，但不能直接推人，那就给平台加速，加速后再让运动员和平台分离；或者用电磁弹射，在训练滑道旁铺一段直线电机……
但这些方法，要么依然危险，要么太过复杂。
天天想，终于灵光一闪——不从后方推，改为从前方拉呢？这就是后来成型的方案——牵引。
经过原理设计、样机设计、样机试制等流程，做了大量的功能实验、配重实验和人体实验之后，“人体高速弹射装置”的首台装置于2019年4月研制成功。
在实际应用中，操作员会先根据需求，在装置上设置预设速度；运动员拉着绳子，装置在前方匀速加速；到达设定速度后，装置上的指示灯会闪烁，运动员此刻可以松开绳索，进行高速入弯训练，而装置则会自行往前滑行后停下。如果中途觉得不适，运动员也可以随时放开绳索，保证安全。
郝继光说，它的技术原理并不算复杂，难点在于各项参数的设置。要实现加速的精准控制，达到训练效果，同时也不能给运动员带来危险。2019年11月，该装置进入北体大国家冰雪运动训练科研基地，在速滑国家队的大力支持下，完成了各项测试、多轮技术改造和适应性升级。两个月后，该装置正式投入使用。在几秒钟内，它就能平稳地将运动员从静止状态加速到预设速度，最高能使运动员的滑离速度达到每秒20米。
两年过去，根据国家队的反馈，利用这一装置开展弯道训练已成为他们的日常训练科目之一，帮助他们突破了训练难题，实现了精准训练。
“运动员参加冬奥会，是一件大事。能解决这件大事中的一个小问题，我也觉得很自豪。服务国家需要，这也是北理工的光荣传统。”郝继光说，在人体高速弹射装置的研制中，他最大的感受就是——简单最好。“我们这个项目的目标非常明确。其实研制过程中也走了不少弯路。最后，我们下定决心，用简单的方式解决问题，真正满足了需求，实现了实用和易用。”
（科技日报记者何亮对此文亦有贡献）