體育科學(xué)推動(dòng)美國進(jìn)入獎(jiǎng)牌爭奪

牛津，康涅狄格州 - 位于山腳下的1700米長的螺旋軌道上，每人90英里/小時(shí)的四人雪橇護(hù)理。日本的Iizuna。賽道從頭到尾落下113米。司機(jī)巧妙地將繩索向左拉，然后向右轉(zhuǎn)過15條鋒利的曲線。隨著雪橇橫跨終點(diǎn)線的速度，制動(dòng)員專業(yè)地拉動(dòng)杠桿，祈禱他們的時(shí)間在領(lǐng)先所需的1/100秒之內(nèi)。

近50年來，由于底盤動(dòng)力學(xué)總裁Bob Cuneo的新設(shè)計(jì)Bo-Dyn雪橇，美國雪橇隊(duì)首次爭奪奧運(yùn)獎(jiǎng)牌。憑借20萬美元的個(gè)人資金注入，NASCAR賽車手Geoff Bodine引發(fā)了導(dǎo)致美國制造的機(jī)器的項(xiàng)目，該機(jī)器現(xiàn)在在日本長野賽道。“在此之前，我們使用了舊的歐洲雪橇，我們必須將它們焊接在一起，”美國奧林匹克體育科學(xué)技術(shù)部門首席工程師蒂姆康拉德說。

最初于1994年在Lillihammer奧運(yùn)會(huì)上推出的Bo-Dyn在過去四年中經(jīng)歷了重大修改。“我們現(xiàn)在做的事情還有很多我們不理解的因素，”庫尼奧說。“我們意識(shí)到我們沒有考慮到運(yùn)動(dòng)員身體的人體工程學(xué)。所以我們重新設(shè)計(jì)了框架和整流罩(車身)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員騎在雪橇上的方式對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的雪橇性能有很大影響。機(jī)械地。“為了開發(fā)更具空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)，庫內(nèi)奧將運(yùn)動(dòng)員和雪橇視為一個(gè)整體。“這些不是兩個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目 - 它們是同一個(gè)，”他說。

您或您的團(tuán)隊(duì)每天都使用CAD和/或PLM軟件和工具。您習(xí)慣了工作流程，并學(xué)會(huì)了如何適應(yīng)限制。在本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)中，您將了解可以無縫添加現(xiàn)有平臺(tái)的新工具，以改善工作流程并縮短工程時(shí)間。

關(guān)鍵的工程問題是控制。“有兩個(gè)控制因素 - 實(shí)際控制和感知控制，”庫內(nèi)奧說。當(dāng)汽車或雪橇完成駕駛員希望以特定速度行駛時(shí)的實(shí)際控制。當(dāng)駕駛員感覺到他對(duì)機(jī)器擁有統(tǒng)治權(quán)時(shí)，就會(huì)感覺到控制力，因此會(huì)有更多的機(jī)會(huì)。當(dāng)感知增加時(shí)，庫內(nèi)奧看到了賽車表現(xiàn)的明顯增益。

雪橇的速度受三個(gè)因素的影響：起始(推動(dòng))，重量和冰摩擦。為了增加對(duì)雪橇的信心，運(yùn)動(dòng)員必須“感受”賽道。換句話說，冰面和駕駛員身體之間必須有溝通，“它必須友好，”庫尼奧說。

大部分通信都通過雪橇的跑步者傳遞。“跑步者技術(shù)確實(shí)是一種黑色藝術(shù)，”庫內(nèi)奧說。“根據(jù)具體情況，許多運(yùn)動(dòng)員每個(gè)雪橇將有20或30套跑步者。”冰面，太陽或云，濕度和溫度 - 甚至一兩度的變化 - 都會(huì)影響比賽的速度。每組滑塊設(shè)計(jì)成具有略微不同的曲率，橫截面半徑或?qū)?yīng)于該情況的化學(xué)成分。雖然沒有人確切地理解為什么特定形狀或金屬在不同條件下的工作方式不同，但是底盤動(dòng)力學(xué)“試圖將黑色藝術(shù)變成科學(xué)，”庫尼奧說。

冰與駕駛員關(guān)系的另一個(gè)方面是雪橇剛度?？道抡f，由于國際雪橇聯(lián)合會(huì)制定了嚴(yán)格的限制因素，人們可以改變很少的組件來改進(jìn)設(shè)計(jì)。奧林匹克規(guī)則將雪橇體的構(gòu)造局限于碳纖維，凱夫拉纖維或玻璃纖維。只有鋼可以用于底盤和滑軌。通過改變整流罩上的各種材料的厚度和復(fù)合材料，可以改善機(jī)器的剛度。

康拉德說，框架，外殼和滑道的厚度都有助于雪橇的剛性。因?yàn)椴荒茏銐驁?jiān)固地構(gòu)建框架，所以必須增加車身硬度，同時(shí)保持機(jī)器的彎曲。如果身體太僵硬，雪橇?xí)谡麄€(gè)賽道上反彈。如果太軟，則無法控制。

Chassis Dynamics與Creative Instrumentation的Ken Armstrong(北卡羅來納州戴維森)合作開發(fā)了一個(gè)精心設(shè)計(jì)的測試包，幫助確定最佳設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)監(jiān)控鉸接，前軸旋轉(zhuǎn)角度，滾輪在軸上的旋轉(zhuǎn)，機(jī)器上的橫向G，速度，加速度以及雪橇所有部件的振動(dòng)。任何運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)都是公平的游戲 - 計(jì)算機(jī)模擬，陀螺儀，加速度計(jì)和紅外激光器都包含在測試程序中。雪橇最初使用CADKEY設(shè)計(jì)，CADKEY是Baystate Technologies(Marlboro，MA)的CAD軟件包。

“去年我們是賽道上最熱門的球隊(duì)，”庫內(nèi)奧說。“過去五年，我們?cè)谛略O(shè)計(jì)中贏得的金屬數(shù)量超過過去50年來的總和。