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        科技升級(jí)的國產(chǎn)冰雪裝備

        2022-03-17 14:40:23
        科學(xué)之友 2022年3期
        關(guān)鍵詞:比賽

        2月7日,任子威在短道速滑男子1 000米A組決賽中,成功斬獲冠軍,為中國代表團(tuán)贏得本屆冬奧會(huì)的第二枚金牌。任子威這一成績的取得,自然離不開其自身卓越的實(shí)力,而他所穿的一身“戰(zhàn)衣”功勞也不小。

        任子威所參加的短道速滑項(xiàng)目速度快,最快達(dá)50千米/小時(shí),然而比賽場(chǎng)地卻不算大,很容易與其他選手發(fā)生碰撞,運(yùn)動(dòng)員一旦滑倒,腳上的冰刃便會(huì)變成致命的武器。

        2002年鹽湖城奧運(yùn)會(huì)短道速滑1 000米冠軍斯蒂文·布拉德伯里此前便在比賽中被割傷,當(dāng)時(shí)冰刃直接切開了他大腿動(dòng)脈,鮮血一下子噴涌而出,讓他失血達(dá)4 000毫升。好在當(dāng)時(shí)醫(yī)務(wù)人員處理迅速且得當(dāng),才救下了他的性命,也讓他在此后有了重回賽場(chǎng)并奪冠的機(jī)會(huì)。由此可見,比賽服必須要保證運(yùn)動(dòng)員的安全。

        “快、護(hù)、暖、美”是任子威比賽“戰(zhàn)衣”最關(guān)鍵的四點(diǎn),為了打造它,承接“冬季運(yùn)動(dòng)與訓(xùn)練比賽高性能服裝研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目的我國研發(fā)團(tuán)隊(duì)努力了3年的時(shí)間。

        研發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇用高模高強(qiáng)纖維做短道速滑比賽服原料,并將比賽服的單向防割升級(jí)為雙向防割。由此,任子威的“戰(zhàn)衣”不僅彈性十足,而且防割性能有了20%~30%的提升。此外,在-30 ℃低溫環(huán)境中可持續(xù)8小時(shí)以上加熱保障、阻力系數(shù)比國際先進(jìn)水平超10%。

        在2月13—20日的雪車比賽中,我國參賽選手駕駛著一襲“中國紅”國產(chǎn)雪車風(fēng)馳電掣。

        雪車是冬奧會(huì)中的一個(gè)傳統(tǒng)項(xiàng)目,是冬奧項(xiàng)目中的“速度擔(dān)當(dāng)”,受到冰雪運(yùn)動(dòng)愛好者的關(guān)注與喜愛,也被稱為冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的“F1”。但直到2018年,中國雪車運(yùn)動(dòng)員的身影才首次出現(xiàn)在冬奧會(huì)的比賽中。

        由于起步晚,中國一直沒有自己的國產(chǎn)雪車,又因?yàn)檠┸囇b備制造技術(shù)含量高、制造工藝復(fù)雜,一直為國外所壟斷。擁有自己的雪車,不僅關(guān)系到運(yùn)動(dòng)成績的提升,也是提升中國裝備制造核心競(jìng)爭(zhēng)力的要求。

        2019年,科技部發(fā)布了第二批科技冬奧科研項(xiàng)目申報(bào)指南,其中就包括雪車裝備的研發(fā)制造。中國航天科技集團(tuán)一院703所隨即著手突破冰雪運(yùn)動(dòng)裝備“卡脖子”技術(shù)。

        2021年1月,第一代國產(chǎn)雪車研制成型。在接受中國雪車隊(duì)的階段性審查時(shí)發(fā)現(xiàn),相比國外產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)明顯,但不足也依然存在,包括底盤結(jié)構(gòu)不夠先進(jìn)、操控性能有待提升、人機(jī)尺寸有待優(yōu)化等。要想讓國產(chǎn)雪車真正馳騁在北京冬奧賽場(chǎng)上,必須加以改進(jìn)。

        底盤技術(shù)哪里找?團(tuán)隊(duì)將目光投向了中國一汽集團(tuán)。2021年,在工信部和體育總局共同推動(dòng)支持下,中國航天團(tuán)隊(duì)與中國一汽組建攻關(guān)聯(lián)合體,以703所為核心的原有團(tuán)隊(duì)與中國一汽集團(tuán)成立聯(lián)合攻關(guān)組,以“安全可靠、人機(jī)操控和氣動(dòng)減阻”為重點(diǎn),啟動(dòng)第二代國產(chǎn)雪車(含2人車和4人車兩種車型)的攻關(guān)研制與生產(chǎn)。

        2021年9月,第二代國產(chǎn)雪車成功交付國家體育總局冬季運(yùn)動(dòng)管理中心。第二代國產(chǎn)雪車的研制成功借鑒了航天產(chǎn)品的研制流程及管理經(jīng)驗(yàn),融合應(yīng)用了3項(xiàng)先進(jìn)的航天核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)全方位提升。至此,國產(chǎn)雪車的材料、工藝、重量和尺寸等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足國際雪車雪橇聯(lián)合會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)要求,而且已具備量產(chǎn)能力。

        長征五號(hào)運(yùn)載火箭是我國體積最大的運(yùn)載火箭,被網(wǎng)友親切地稱為“胖五”?;蛟S很難想象,這個(gè)龐然大物的技術(shù),被應(yīng)用到小小的滑雪頭盔中,只為助力中國奧運(yùn)健兒。

        滑雪頭盔由大連理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā),運(yùn)用了航天結(jié)構(gòu)輕量化原理,借助了“胖五”的外殼制造技術(shù),使得頭盔重量只有約700克。在不大幅增加厚度和重量的前提下,防護(hù)性能比歐洲標(biāo)準(zhǔn)至少提升了20%。

        科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用了曲線加筋變剛度的設(shè)計(jì)技術(shù),大幅提升了頭盔的抗沖擊變形能力,為運(yùn)動(dòng)員提供更高的安全防護(hù)級(jí)別。同時(shí),頭盔的材料也有所創(chuàng)新,在保持沖擊韌度的同時(shí),將剛度提高了4倍,拉伸強(qiáng)度提高了3倍,大幅提升了頭盔的抗沖擊吸能效率,對(duì)運(yùn)動(dòng)員形成更好的保護(hù)。此外,為了提高運(yùn)動(dòng)員佩戴的舒適度,科研團(tuán)隊(duì)還收集了我國多位滑雪運(yùn)動(dòng)員的頭圍數(shù)據(jù),開展定制化設(shè)計(jì)。

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