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国家雪车雪橇中心效果图(图源:新华网)

  • 邱媛媛供稿

北京冬奥会既是力与美的竞技盛会,也是“高精尖”科技展示的前沿舞台,一起来看看冬奥赛场上的“黑科技”冰雪装备吧。

赛服——是装备也是铠甲

在赛场上,除了运动员的发挥,其他因素对比赛成绩的影响也不可忽略,装备就是其中之一。 以短道速滑项目为例,优秀的比赛服既要具备减阻效果,还要承受碰撞过程中冰刀的切割,融入主动加热功能,实现这些性能需要融合数学、计算机图形、材料力学等多个学科技术。

面料的选择至关重要,冰上高速滑行需要对抗空气阻力(相当于十几级大风),专业速滑比赛服可以帮助运动员减少阻力,衡量比赛服的减阻效果需要通过风洞试验来测试。除此之外,还要根据身体不同的部位选择不同的面料,比如四肢、躯干所用的面料与头部等其他部位的面料不同。

(图源:视觉中国)

短道速滑项目是多名运动员同时滑行,难免会有身体碰撞、同时摔倒等情形发生,多人摔倒的情况非常危险,可能会发生冰刀从运动员身体上滑过的情况。北京冬奥会短道速滑比赛服采用最新的360度全身防切割技术,防切割强度是钢丝的15倍。研究人员通过提升纤维保暖率,使用主动加热技术,把电能量转化成热量两种方式相结合,解决运动员体感温度低影响发挥的问题。此外, 研 发团队会根据每位运动员脚踝的粗细及位置设计专属冰鞋。

在高山滑雪项目中,运动员穿过旗门时不可避免会产生一些冲撞,很多运动员的四肢经常被旗门的软杆抽打出现淤青。研究人员最新研发的高山滑雪训练防护服,采用了新型柱状阵列式抗冲击结构和新型吸能缓震材料,可以有效降低高山滑雪运动员穿越旗门时的抽打伤害。

国产雪车实现零突破

雪车项目起源于瑞士,1924年被正式列为冬奥会比赛项目。 直到2016年,我国才建立了自己的雪车国家队,而雪车装备要依赖国外租赁或进口。 作为高端冰雪运动装备,雪车具有极高的工艺复杂程度和入行门槛,雪车形似一叶小舟,但其研制流程竟与航天运载火箭类似。

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我国自主研发的双人雪车(右)和四人雪车(左)(图源:sunnews)

雪车没有轮子也没有方向盘,它的动力来源于起跑初速度和重力作用。虽然雪车没有发动机,但其平均时速在100公里左右,最高时速可达160公里,被称为“冰上F1”,是名副其实的冬奥会“速度之王”。比赛开始时,运动员需要跑步推动雪车上可回缩的推杆推车加速,大约直线跑50米后依次迅速钻入车内开始滑行。

(图源:adventure.howstuffworks.com)

雪车比赛中,选手过弯时承受的压力是自身重量的5~6倍,接近人体极限,对雪车安全及可靠性的要求被提升到最高级别,车身选用航空航天领域高性能的国产T800级碳纤维复合材料技术。这类材料密度只有钢的五分之一,强度却是钢的两倍,最大幅度减轻雪车的自身重量并降低雪车重心,使雪车的滑行更平稳。

材料的高强度和独特的“破坏吸能”特性,还能保护运动员在比赛“撞车”事故中免受伤害。研发团队为雪车设计了“舵身融合”的流线形外形,使国产雪车的空气风阻系数较进口雪车小5%以上,车速提高了3%,据测算可提高竞赛成绩0.3~0.5秒。

完整自主知识产权的雪蜡车

雪蜡车是给运动员滑雪板打蜡的专用车辆,冰雪运动发达的国家基本上都拥有自己的雪蜡车,我国冰雪运动员过去参加比赛时只能租用外国车辆。 给滑雪板打蜡是必不可少的环节,打了蜡的雪板就像一辆方向盘很轻的车,极易操控,高手之间的较量,往往细节就能够决定成败,打蜡就显得尤为重要。

滑雪板所用的蜡,在形态上分为固体蜡、液体蜡、膏状蜡、粉状蜡几种,从打蜡方式上又可分为生蜡、加热后再涂的热蜡两种类型。运动员需要结合温度、湿度、雪质、用途等多项因素来选择合适的蜡,如此精细的工作对环境的要求极为严苛。经过11个月的连续奋战,我国首台具有完整自主知识产权的雪蜡车诞生。

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这是目前世界上单层展开面积最大、集成功能最全的雪蜡车,这台雪蜡车展开使用时,总长度达21米,宽度达10米,可有效使用面积达到了92.5平方米,共设有6个雪板打蜡操作台,可供6名打蜡师同时工作。 厢体内设有雪板雪蜡存放区、休息区、运动员热身区、洗手间、淋浴房等功能区,以及残疾运动员升降梯。

不仅如此,此款雪蜡车以低碳环保为目标,车顶采用光伏太阳能储能发电,车载平台采用氢动力,还搭载了人脸识别、智能环境监控、5G通讯、赛事直播、仿生光源等专业技术。

参考文献:

  1. https://adventure.howstuffworks.com/outdoor-activities/snow-sports/bobsled.htm

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