高科技材料加持赛事装备

2022-03-17 07:14
纺织科学研究 2022年2期
关键词:冰鞋雪车钢架

好成绩的诞生,离不开运动员平日里的艰苦锻炼,还有勇于挑战自我、积极乐观的心态。不过,冬奥运动员要想取得优异的比赛成绩,他们的装备,比如:滑雪服、钢架雪车、头盔、冰鞋等的科技含量同样重要,这些装备不仅能保护运动员的安全,还能在一些户外项目中防寒防水,助力奥运健儿更好地发挥自身实力。

更加“自在”“自由”的滑雪服

自由式滑雪更看重“技巧”,要求运动员完成各种高难度的空中动作。因此,安踏为此次夺金热门——谷爱凌打造的比赛服,突出“自在”“自由”的特点。

“自在”指的是,安踏应用PROTECTION防护科技,选用被誉为“世纪之布”的GORE-TEX®面料,具有防水、透气和防风功能,突破一般防水滑雪服不透气的缺点,为户外活动提供高性能体验。

“自由”指的是,安踏比赛服根据运动员的动作习惯量身定制,保证服装与运动员身体的高度契合,同时采用硅胶印花工艺,根据人体肌肉线条确认服装的分割线位置,让运动员自由运动、极致发挥。

借鉴火箭外壳技术的滑雪头盔

大连理工大学科研团队采用碳纤维、玻璃纤维、弹性体三种成分合成的新材料设计了一款滑雪头盔,使其刚度提高四倍,拉伸强度提高三倍。其外壳和火箭中常见的曲面壁板类似,能起到“四两拨千斤”的效果。

在研制过程中,科研团队还运用了航天结构轻量化原理,借助了长征五号运载火箭的外壳制造技术,使得这款头盔重量只有约700克,在没有大幅增加重量和厚度的前提下,其防护性能比欧洲标准高出至少20%。头盔还充分考虑到亚洲人的头型特征。团队采集了大量国家队运动员的头型数据,并研发了设计软件,实现了运动员头盔的定制化,有效提升了长时间佩戴的舒适性。

目前,这款头盔已顺利通过欧洲滑雪头盔安全标准测试,为冬奥会滑雪相关项目国家队训练提供安全保障,助力中国健儿夺金。

打破欧美垄断的钢架雪车与战靴

滑雪头盔。

钢架雪车项目速度快且充满危险性,速度最快可以达到140公里/小时,被称作“冰上F1”,也是最“年长”的比赛。

为了能让有着“冰上F1”之称的国产雪车高速奔驰,雪车车身所用的材料要求质量轻、强度高,因此,制造雪车瞄准了碳纤维复合材料这一最先在航天航空领域应用发展的新型材料,并且采用了高强度等级国产TG800宇航级碳纤维复合材料。

采用碳纤维复合材料后,雪车能在保证运动员安全的前提下,最大程度减轻车身重量,降低重心,使雪车滑起来更平稳。据悉,碳纤维复合材料的双人雪车车身重量只有50公斤左右,材料的高强度和独特的吸能特性,还能保护运动员在撞车事故中不受到伤害。

钢架雪车。

钢架雪车鞋。

比赛过程中,钢架雪车项目运动员必须穿戴专用装备及专用靴。值得一提的是,此次冬奥会上,中国钢架雪车队穿的鞋是由安踏首创采用智能模拟仿真设计的冬奥钢架雪车鞋。这双战靴依靠创新突破布局12项发明专利,打破了欧美品牌的垄断。该款鞋通过3D打印技术在鞋底设置258颗钛合金鞋钉,有效增强作用力;氮科技中底具备耐低温、高回弹的特性,材料回弹率高达82.6%;鞋底异形曲面碳纤维复合材料板回弹力提升2%;仿生流体力学设计的导流线降低壁面摩擦力53.5%。

经过运动员赛道实测:在起跑推进阶段,穿着这款钢架雪车鞋所取得的运动成绩显著提升:最高提升达0.054秒,平均提高0.023秒。其独创的导流板和翼型降阻设计使钢架雪车整体鞋身降低风阻10%,让运动员在出发踏进钢架雪车时,减少发力瞬间的速度损耗,获得更大的爆发力,为一往无前奔跑注入最有力的支持。

减重3%的国产3D打印速滑冰鞋

为了改变全球知名碳纤维速滑冰鞋均由欧美公司垄断生产的局面,河北经贸大学运动生物力学教授杨金田及其科研团队建立了速滑运动员脚型和足底的数据库、足底3D扫描与打印系统。历时1年多时间,成功研制出第一代高性能碳纤维复合材料速滑冰鞋。与中国高端速滑冰鞋相比,碳纤维冰鞋重量减轻3%~4%,冰鞋剥离强度提升7%。

杨金田表示,团队将推进冰鞋的迭代,力争尽快进入产业化阶段。该项目研究截止期为2022年12月,第二代国产冰鞋将能够与国外同类产品一较高下,实现对进口品牌的“弯道超车”,为我国冰雪运动发展增强“技力”。

为荣誉增色的绿色印染奖牌绶带

北京冬奥会奖牌绶带来自万事利丝绸,研发团队选取100%优质桑蚕丝为原料,织造汲取非遗宋锦经纬线同时起花的工艺,特色优雅的“冰雪纹”、极富立体的美感绵延出一篇璀璨的冰雪世界。丝绸采用24姆米厚度的五枚组织桑波缎,断裂强度测试结果达到900N以上,可牢牢拴住90公斤的物品而不发生断裂。

为了使染料能够牢牢附着在丝绸面料上,团队针对染料和丝绸面料都进行了特别处理。同时采用了色彩数字化的GBART绿色印染新技术,这一技术不仅让色彩重现度达到99%,相较于传统印花技术,还免去水洗流程,实现污水、氨氮等污染物减排,全面展现了绿色冬奥的理念。

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