科技升级的国产冰雪装备

2022-03-17 14:40
科学之友 2022年3期
关键词:雪车战衣头盔

2月7日,任子威在短道速滑男子1 000米A组决赛中,成功斩获冠军,为中国代表团赢得本届冬奥会的第二枚金牌。任子威这一成绩的取得,自然离不开其自身卓越的实力,而他所穿的一身“战衣”功劳也不小。

任子威所参加的短道速滑项目速度快,最快达50千米/小时,然而比赛场地却不算大,很容易与其他选手发生碰撞,运动员一旦滑倒,脚上的冰刃便会变成致命的武器。

2002年盐湖城奥运会短道速滑1 000米冠军斯蒂文·布拉德伯里此前便在比赛中被割伤,当时冰刃直接切开了他大腿动脉,鲜血一下子喷涌而出,让他失血达4 000毫升。好在当时医务人员处理迅速且得当,才救下了他的性命,也让他在此后有了重回赛场并夺冠的机会。由此可见,比赛服必须要保证运动员的安全。

“快、护、暖、美”是任子威比赛“战衣”最关键的四点,为了打造它,承接“冬季运动与训练比赛高性能服装研发关键技术”项目的我国研发团队努力了3年的时间。

研发团队选择用高模高强纤维做短道速滑比赛服原料,并将比赛服的单向防割升级为双向防割。由此,任子威的“战衣”不仅弹性十足,而且防割性能有了20%~30%的提升。此外,在-30 ℃低温环境中可持续8小时以上加热保障、阻力系数比国际先进水平超10%。

在2月13—20日的雪车比赛中,我国参赛选手驾驶着一袭“中国红”国产雪车风驰电掣。

雪车是冬奥会中的一个传统项目,是冬奥项目中的“速度担当”,受到冰雪运动爱好者的关注与喜爱,也被称为冬季运动项目中的“F1”。但直到2018年,中国雪车运动员的身影才首次出现在冬奥会的比赛中。

由于起步晚,中国一直没有自己的国产雪车,又因为雪车装备制造技术含量高、制造工艺复杂,一直为国外所垄断。拥有自己的雪车,不仅关系到运动成绩的提升,也是提升中国装备制造核心竞争力的要求。

2019年,科技部发布了第二批科技冬奥科研项目申报指南,其中就包括雪车装备的研发制造。中国航天科技集团一院703所随即着手突破冰雪运动装备“卡脖子”技术。

2021年1月,第一代国产雪车研制成型。在接受中国雪车队的阶段性审查时发现,相比国外产品优势明显,但不足也依然存在,包括底盘结构不够先进、操控性能有待提升、人机尺寸有待优化等。要想让国产雪车真正驰骋在北京冬奥赛场上,必须加以改进。

底盘技术哪里找?团队将目光投向了中国一汽集团。2021年,在工信部和体育总局共同推动支持下,中国航天团队与中国一汽组建攻关联合体,以703所为核心的原有团队与中国一汽集团成立联合攻关组,以“安全可靠、人机操控和气动减阻”为重点,启动第二代国产雪车(含2人车和4人车两种车型)的攻关研制与生产。

2021年9月,第二代国产雪车成功交付国家体育总局冬季运动管理中心。第二代国产雪车的研制成功借鉴了航天产品的研制流程及管理经验,融合应用了3项先进的航天核心技术,实现全方位提升。至此,国产雪车的材料、工艺、重量和尺寸等各项指标均满足国际雪车雪橇联合会的标准要求,而且已具备量产能力。

长征五号运载火箭是我国体积最大的运载火箭,被网友亲切地称为“胖五”。或许很难想象,这个庞然大物的技术,被应用到小小的滑雪头盔中,只为助力中国奥运健儿。

滑雪头盔由大连理工大学科研团队研发,运用了航天结构轻量化原理,借助了“胖五”的外壳制造技术,使得头盔重量只有约700克。在不大幅增加厚度和重量的前提下,防护性能比欧洲标准至少提升了20%。

科研团队运用了曲线加筋变刚度的设计技术,大幅提升了头盔的抗冲击变形能力,为运动员提供更高的安全防护级别。同时,头盔的材料也有所创新,在保持冲击韧度的同时,将刚度提高了4倍,拉伸强度提高了3倍,大幅提升了头盔的抗冲击吸能效率,对运动员形成更好的保护。此外,为了提高运动员佩戴的舒适度,科研团队还收集了我国多位滑雪运动员的头围数据,开展定制化设计。

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