奥运会骷髅运动员将于下个月在温哥华登场，百分之一秒可以决定胜利与失败之间的区别。
使用最先进的流量测量，工程学教授Timothy Wei和纽约州特洛伊市伦斯勒理工学院的学生正在利用科学和技术帮助美国骨架团队缩短赛道时间并获得优于其他滑块的优势。
“对于骨架的实际力学知之甚少，因此我们开发了一套独特的工具来帮助拉回窗帘，”伦斯勒机械，航空航天和核工程系主任魏先生说。与美国奥林匹克游泳教练和运动员。“即使在开发该系统后的短时间内，我们也已经了解了更多有关运动员的套装，头盔，身体动作和定位如何影响空气动力学的信息。”
“Rensselaer为我们提供的实时空气动力学工作有助于以我们以前从未体验过的方式微调我们运动员的身体姿势和装备，”美国骷髅技术协调员Steve Peters说。“这些新概念将为我们的运动员提供他们与世界其他地区保持竞争力所需的数据。”
面朝下，面对速度超过70英里/小时(112公里每小时)，骷髅运动员将他们的雪橇沿着冰冷的，大部分被覆盖的轨道蜿蜒曲折地转动。骷髅雪橇没有转向或制动机制，因此车身控制和平衡对于导航轨道至关重要。作为一项相对年轻的运动，骨架在2002年被永久性地添加到奥运会项目中。骷髅在运动员的身体上是严格的 - 振动和身体压力非常强烈，甚至奥运竞争者通常每天不能滑动超过四次，这使得它很难收集数据。
所以Wei着手构建一个能够准确模拟实际骨架运行的系统，同时收集尽可能多的数据。教授明白，运动员创造的阻力或风力阻力越大，他或她的滑动速度就越慢，所以魏需要找到一种方法来检查所有不同的变量：滑块的衣服，头盔和身体位置，以及骨架雪橇本身。研究阻力需要风，而骷髅雪橇有点太大，无法容纳到伦斯勒的两个风洞中。然而，从风洞的排气口排出的空气射流完美地起作用。
魏和他的学生们在风洞后面创建了一个骷髅轨道的复制部分。他们在复制品的地板上建造了传感器，并在其上放置了一个骨架雪橇。每个传感器都配有示波器，并将数字数据发送到附近的计算机，该计算机计算了雪橇的俯仰，滚转和平衡 - 用于指示滑块是向后，向前，向左还是向右倾斜的技术术语。传感器还测量了风阻或阻力。
随着一名骷髅运动员躺在试车道的雪橇上，魏启用了风洞。离开风洞排气的稳定气流复制了实际骨架运行的条件。Wei和他的团队在测试轨道的底部切出一个洞，在电脑显示器中滑动，用透明塑料盖住洞。这使得运动员能够实时查看数据和图表，清楚地显示每个小倾斜或倾斜对风阻的影响，从而显示其速度。轨道的一个侧壁也由透明塑料制成，允许教练观察测试。
魏和彼得带来了10名不同的骷髅运动员到伦斯勒进行新系统试运行。他们测试了各种各样的骷髅套装和装备，其中一些，韦说，肯定会产生比其他更多的阻力。
“这比这些运动员在滑行时所做的更多信息更多，”韦说。“对他们来说真是令人大开眼界。”
为了进一步测试运动员，套装和头盔，Wei还使用基于视频的流量测量技术(称为数字粒子图像测速技术(DPIV))开发了一种最先进的诊断工具。他将一个绿色脉冲激光从圆柱形镜片上弹开，形成一层薄薄的光线，照射在测试系统上的运动员的肩膀上。魏然后将戏剧性雾气引入试验台的前部。
Wei在风洞排气管被推动时拍摄了雾，然后使用复杂的数学，计算机建模和定格视频来跟踪旋转雾的行为，因为它从运动员的身体和头部滚落。他说，这些数据可用于识别漩涡，确定空气的运动，并希望为骨骼运动员确定新的更详细的方法以减少阻力。
与此同时，伦斯勒的OT Swanson多学科设计实验室(MDL)的一个本科生团队研究了不同的工程技术，以帮助改善骨架雪橇。他们开发了一种雪橇数据采集系统，当运动员沿着轨道引导时，可以实时测量雪橇的特定机械性能。该系统的一个组成部分是一个连接到滑块头盔的摄像头，为运动员和教练提供了一种新的概念验证工具，可以从中学习。
魏将科学和技术应用于体育世界并不陌生。他与美国游泳公司合作多年，使用DPIV和其他技术更好地了解游泳运动员如何与水相互作用。他还创建了一个强大的训练工具，可以实时报告游泳运动员的表现，测量每次踢球时游泳运动员的能量。该工具帮助几位顶级运动员在单圈时间内缩短了几秒钟。
魏说，他有信心美国将在下个月在温哥华有一个强大的骨架，他正在寻找改善技术的方法，以便在训练游泳运动员参加2012年伦敦奥运会和骷髅运动员参加比赛时更加有效在2014年俄罗斯索契冬奥会上。
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