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李波:站在“风口”的人

2022.4.22

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李波(右)和团队成员交流钢架雪车风洞测试中的技术问题。 北京交通大学供图

“总算找到你们了。”2018年,当国家体育总局冬季运动管理中心工作人员找到北京交通大学土木建筑工程学院风洞实验室负责人李波教授时,心情非常激动。

他们在国内找了一圈能开展冬季项目风洞应用技术研究的团队,最后发现最合适的团队就在“家门口”——冬季运动管理中心位于白石桥,和北京交通大学仅隔着一个北京动物园。

只是就连他们也没想到,“众里寻他千百度”,寻来的正是一名在冬奥会科技赋能的“宝藏”人物。北京冬奥会开幕式上冉冉升起的“大雪花”,国家雪车雪橇中心、国家高山滑雪中心建设中的抗风、防风,15个冬季项目我国392名运动员的训练,都和他的研究有关。近日,李波受邀参加北京冬奥会冬残奥会总结表彰大会。

相当于重读了一个博士

把时间的指针调回北京夏季奥运会开幕前夕。2007年,刚刚博士毕业的李波做了一个惊人的决定——从建筑抗震转向建筑抗风,其难度“相当于博士毕业后,重读一个博士”。爱人曾劝说他慎重考虑,但他还是很坚定地换了方向。

有一段日子甚是难熬,“论文一篇都发不出来,只能在电脑前干着急”。如今回忆起来,他唯有用年轻时“无知者无畏”来解释当时的选择。

李波选择的背后是我国经济快速发展的现实。2000年前,我国超高层建筑、大跨屋盖建筑寥寥无几。借着北京奥运会、上海世博会的契机,高楼大厦拔地而起,建筑的抗风设计越来越受到业界重视。

敢于“跨界”抓住机遇的人,此时同样寥寥无几。借着国家网球场、443米的京基金融中心的抗风咨询项目,李波把自己“炼”了出来。其实一开始,就连风洞是怎么回事他也不清楚,后来到长安大学做风洞试验,一点点看书、学习、研究,才慢慢开启了一条新路。

2008年到2018年,做建筑抗风已10年,李波又遇到瓶颈,“感觉做无可做了”。当国家体育总局找到他做风洞辅助训练系统时,李波“眼前一亮”,但也犯嘀咕,“这么小众的项目,能成吗?”

李波来不及多嘀咕,就在没有经费支持的情况下,登上了前往瑞典、英国的飞机。本是受国家体育总局邀请参观风洞辅助训练系统,却扑了个空,“当我们赶到南安普敦大学的风洞实验室时,设备已经完全拆除了,只剩下一个空荡荡的风洞”。原来校方与训练队签署了保密协议,得知他们要来,前一天训练完便迅速拆除了设备。

此行也不是一无所获,起码验证了一件事——思路对了。英国自行车队曾在北京、伦敦、里约奥运会创下传奇赛绩,虽然不便向李波透露细节,但他们都非常肯定风洞的效果。“沿着科技赋能的道路走,准没错。”这一次,李波下定决心把科研重心转向体育抗风。

如今,李波团队中也有从抗震转向抗风的博士生,只是他比李波“幸运”一些。“硕士到博士由抗震转抗风,不用再‘读一个博士’。”团队成员、北京交通大学博士生李鹏坚定了日后的科研方向。

“以身试险”把安全留给运动员

如何在无冰雪的季节最大程度还原高山滑雪中大风凛冽的场景?

依靠风洞技术可以实现。李波解释其中原理,正常情况下是人在动,运动中形成风。根据相对运动原理,风洞中是反过来的,人不动,风吹到运动员身上。人们可以利用风洞中的风模拟运动员高速运动的场景。

下定决心后,李波带领团队从无到有研发了我国第一套冰雪项目风洞辅助训练系统,并协助国家体育总局规划建设了我国第一座体育专业风洞,最高风速可达42米/秒,比日本体育科学研究所风洞的35米/秒风速更上一层楼,达到世界领先水平。

“达到42米/秒,意味着做到了冬季项目全覆盖,包括速度最快的雪车、高山滑降。”李波告诉《中国科学报》。

2020年10月25日,第一座体育专业风洞在二七国家冰雪运动训练科研基地(以下简称二七基地)落成。此后,北京交通大学风洞实验室团队便在这里承担起了国家队的风洞测试任务。

“先行先试,绝不能让运动员冒一点儿风险”,一直是李波给团队定下的规矩。每套设备在正式使用前,他都会第一个上去试用。学生想替他做首轮测试,却被他劝了下来。

团队成员、北京交通大学博士生韩振回忆道,钢架雪车最高速度可达130千米/秒,对应的风速是35米/秒,比台风风速30米/秒还高。就是在这种情况下,李波硬是趴在装置上吹了近2分钟,从25米/秒加到30米/秒再到35米/秒,反复进行3次。而在实际测试中,运动员每次只需要测试15秒左右。

危险总是找上门来。有一次,李波戴着一顶毛线帽做模拟训练,20米/秒的风速下基本只能用嘴呼吸,鼻子呼吸不了,风刮得他“脑瓜子疼”,疼了整整一周才缓过来。“20米/秒及以上的风速下,就一定要戴头盔,而不是帽子,这是用头疼换来的教训。”他笑笑说。

安全留给了运动员。“保障运动员的训练安全,是我们最大的成就。”李波说。就是这样“以身试险”,运动员使用该设备至今,无一例安全事故发生。

严肃的外籍教练也认可他们

在二七基地,李波团队成功将风阻减少10.6%。这是一个什么概念?“风阻减少10%,成绩可提高1%。”李波解释道,北京冬奥会男子、女子钢架雪车前十名的成绩相差1%左右。

看到了数据,就连钢架雪车国家集训队一向严肃的外籍主教练施密德,也面带笑容和李波团队合影。

为了奖励他们的付出,国家体育总局授予北京交通大学“中国冰雪科技联合攻关单位”,授予李波“中国冰雪科学家”荣誉称号。

钢架雪车项目不负众望,中国选手闫文港首次出战冬奥会获得钢架雪车铜牌,实现历史性突破;殷正获得第五名。

在二七基地承担国家队风洞测试任务以来,李波做核酸检测不下60次。尤其是钢架雪车第三轮测试结束后,测试组穿着全套防护服转场隔离;隔离结束后,为了保证学校学生的安全,李波又独自租房隔离,直到确保安全才回到实验室。

然而,这一切在李波看来都是值得的。就在花样滑冰选手隋文静、韩聪拿下冬奥会中国代表团最后一块金牌时,李波激动地在微信朋友圈里发出了中国冰雪项目突破榜,9张大红金牌“喜报”中,前来二七基地做风洞测试的金牌运动员的喜报就占了4张。


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