文/本刊记者 牛泽群
2022 年的农历正月,与往年辞旧迎新的欢乐气氛相比,更增添了一份巨大的喜悦:在北京冬奥会上,中国健儿奋勇拼搏,以9 金4 银2 铜排名第三,创中国冬奥历史最好成绩。
一直在关注北京冬奥会的东北大学教授、力学系主任李东笑得很开心——由他领衔研发的世界首座夏季旱雪着陆训练场,助力国家队运动员徐梦桃、齐广璞、贾宗洋在北京冬奥会上勇夺2 金1 银。他感慨地对家人说:“能够有幸为中国夺金出把力,再苦再累也值了!”
在北京冬奥会前,“冰强雪弱”一直是中国冰雪运动的一个标签。截至北京冬奥会前,中国代表团在5 届冬奥会上共获得了13 枚金牌,然而雪上项目金牌仅有1 枚。雪上项目奋起直追,急需借助科技的力量。
2018 年,科技部重点研发计划“科技冬奥”重点专项立项,聚焦冬季项目运动训练与比赛关键技术等方面,统筹设计重点任务。李东成为《雪上优势、潜优势项目夏冬转训融合关键技术》课题中一个子课题的负责人,主要任务是帮助有冲金实力的滑雪空中技巧高水平运动员优化动作。
从2018 年冬天起,李东带领课题组成员追随着国家队的足迹,辗转国内多个雪上项目训练场地。河北秦皇岛和张家口、沈阳白清寨、黑龙江哈尔滨……用李东的话说,“哪里冷去哪里”。
在零下一二十摄氏度的天气里,李东和课题组成员顶着凛冽的寒风,穿着厚厚的羽绒服,背着沉重的视频采集设备,一次次步履蹒跚地爬到训练场的最高处,拍摄运动员从出台到翻转再到落地的全过程。运动员训练结束后,课题组的研究工作却刚刚开始——他们要趴在电脑屏幕前,逐帧识别、分析运动员的动作,建立数学模型,进行电脑仿真。
生活和工作中的苦与累,李东统统付之一笑,但科研人员与教练员之间“两种语言体系”的分歧,一度是课题组进行科技攻关最大的“拦路虎”。
“由于多年训练形成的默契,教练员对运动员的指令往往很简单,开始时我们真的摸不着头脑。”李东举例说,“教练员有时会对运动员喊‘太紧了’,在动作快结束时只喊一个字——‘收’。而对这简单的指令,我们则需要逐个形成数值,探求映射关系,建立力量、动作、时间等因素之间的对应公式。”
此外,教练员和运动员对穿戴传感器材的抵触,也曾给科研团队带来不大不小的麻烦。滑雪空中技巧项目腾空高、难度大,由此可能给运动员身体带来的危险也比较大,因此,教练员一看到传感器材就连连摇头,担心运动员摔倒后会被硌伤。
一道道难关,更加激发了李东攻坚克难的信心和决心。他带领课题组成员夜以继日,将科研做在训练场、将论文写在大地上。传感器材越来越精致,最终只有一元硬币大小,受到教练员和运动员们的欢迎;动作优化效果越来越明显,显著提高了运动员的技术水平,双方的交流越来越顺畅、合作越来越紧密。2022 年6月,该子课题顺利结题,被鉴定为“优秀”等级。
2021 年,李东成为《多模式、高速冲击过程旱雪着陆缓冲区域力学性能与结构优化研究》课题负责人。
过去,运动员在非雪季进行着陆训练都是跳进水池里,与落在雪地上的感受截然不同,训练效果也就大打折扣。这个课题的目的,就是研制出一种新型高仿雪复合结构着陆缓冲区域(简称“旱雪着陆坡”),使运动员在夏天也可以开展非常接近实战的训练。
李东(左二)在指导学生做实验
事实上,在接手这个课题之前,李东已经带领科研团队进行了为期一年多的准备工作。冬奥会迫在眉睫,世界上尚无这种旱雪着陆坡的成熟技术,甚至相关理论探索的文献都非常少,李东团队基本上要从零开始。
为了研究雪的性能,使旱雪最大程度接近真实雪的状态,科研团队将实验室搬到了户外,在沈阳体育学院白清寨滑雪场内开展了人造雪压缩、重锤、仿真假人冲击弹射等多个实验。假人完全仿照运动员的身高和体重,每一次实验都需要至少四个人吃力地把假人抬上弹射装置。经历上千次的实验,通过反复试错、对比、调整与优化后,李东团队逐渐掌握了“雪的力量”。
2021 年8 月,被运动员们称为“旱雪魔毯”的旱雪着陆坡在河北涞源国家跳台滑雪训练科研基地落成并投入使用,国家队运动员在旱雪着陆坡上进行了夏季训练和热身赛。“最终运动员反馈和教练员反馈都是非常好的,在技术层面上我们也达到了90%相似度的指标。”2022 年12 月,该课题以“优秀”等级顺利结题。
北京冬奥会上,中国雪上项目成绩优异,彻底扭转了“冰强雪弱”的局面。徐梦桃、齐广璞、贾宗洋在自由式滑雪空中技巧项目上摘金夺银后,特地发来视频,感谢科研团队的奉献和帮助。如今,旱雪着陆坡已应用于沈阳旱雪训练场地搭建。李东欣慰地表示,自己非常高兴能够作为参与者助力冬奥项目的发展。
不惧两鬓飞雪,只因一片冰心。近年来,李东在负泊松比材料、声子晶体等超材料研发方面同样取得较大进展。他说:“科技报国是我选定的人生道路,能够用所知所学为国家做一些事情,此生无憾!”