体育科学推动美国进入奖牌争夺

牛津，康涅狄格州 - 位于山脚下的1700米长的螺旋轨道上，每人90英里/小时的四人雪橇护理。日本的Iizuna。赛道从头到尾落下113米。司机巧妙地将绳索向左拉，然后向右转过15条锋利的曲线。随着雪橇横跨终点线的速度，制动员专业地拉动杠杆，祈祷他们的时间在领先所需的1/100秒之内。

近50年来，由于底盘动力学总裁Bob Cuneo的新设计Bo-Dyn雪橇，美国雪橇队首次争夺奥运奖牌。凭借20万美元的个人资金注入，NASCAR赛车手Geoff Bodine引发了导致美国制造的机器的项目，该机器现在在日本长野赛道。“在此之前，我们使用了旧的欧洲雪橇，我们必须将它们焊接在一起，”美国奥林匹克体育科学技术部门首席工程师蒂姆康拉德说。

最初于1994年在Lillihammer奥运会上推出的Bo-Dyn在过去四年中经历了重大修改。“我们现在做的事情还有很多我们不理解的因素，”库尼奥说。“我们意识到我们没有考虑到运动员身体的人体工程学。所以我们重新设计了框架和整流罩(车身)，因为运动员骑在雪橇上的方式对空气动力学的雪橇性能有很大影响。机械地。“为了开发更具空气动力学的设计，库内奥将运动员和雪橇视为一个整体。“这些不是两个单独的项目 - 它们是同一个，”他说。

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关键的工程问题是控制。“有两个控制因素 - 实际控制和感知控制，”库内奥说。当汽车或雪橇完成驾驶员希望以特定速度行驶时的实际控制。当驾驶员感觉到他对机器拥有统治权时，就会感觉到控制力，因此会有更多的机会。当感知增加时，库内奥看到了赛车表现的明显增益。

雪橇的速度受三个因素的影响：起始(推动)，重量和冰摩擦。为了增加对雪橇的信心，运动员必须“感受”赛道。换句话说，冰面和驾驶员身体之间必须有沟通，“它必须友好，”库尼奥说。

大部分通信都通过雪橇的跑步者传递。“跑步者技术确实是一种黑色艺术，”库内奥说。“根据具体情况，许多运动员每个雪橇将有20或30套跑步者。”冰面，太阳或云，湿度和温度 - 甚至一两度的变化 - 都会影响比赛的速度。每组滑块设计成具有略微不同的曲率，横截面半径或对应于该情况的化学成分。虽然没有人确切地理解为什么特定形状或金属在不同条件下的工作方式不同，但是底盘动力学“试图将黑色艺术变成科学，”库尼奥说。

冰与驾驶员关系的另一个方面是雪橇刚度。康拉德说，由于国际雪橇联合会制定了严格的限制因素，人们可以改变很少的组件来改进设计。奥林匹克规则将雪橇体的构造局限于碳纤维，凯夫拉纤维或玻璃纤维。只有钢可以用于底盘和滑轨。通过改变整流罩上的各种材料的厚度和复合材料，可以改善机器的刚度。

康拉德说，框架，外壳和滑道的厚度都有助于雪橇的刚性。因为不能足够坚固地构建框架，所以必须增加车身硬度，同时保持机器的弯曲。如果身体太僵硬，雪橇会在整个赛道上反弹。如果太软，则无法控制。

Chassis Dynamics与Creative Instrumentation的Ken Armstrong(北卡罗来纳州戴维森)合作开发了一个精心设计的测试包，帮助确定最佳设计。该系统监控铰接，前轴旋转角度，滚轮在轴上的旋转，机器上的横向G，速度，加速度以及雪橇所有部件的振动。任何运动控制技术都是公平的游戏 - 计算机模拟，陀螺仪，加速度计和红外激光器都包含在测试程序中。雪橇最初使用CADKEY设计，CADKEY是Baystate Technologies(Marlboro，MA)的CAD软件包。

“去年我们是赛道上最热门的球队，”库内奥说。“过去五年，我们在新设计中赢得的金属数量超过过去50年来的总和。