中国科技中国设计中国制造助力北京冬奥会

我国自主研制速滑比赛服 减阻优良耐刺割

北京冬奥会开幕进入倒计时，本届冬奥会，中国科技、中国设计、中国制造为赛会训练、装备等等各个方面提供了强大的助力。

随着冬奥会临近，我国冰雪运动健儿在各类国际赛事中展现出了火热的状态。像中国短道速滑队就参加了本赛季的四站世界杯比赛，获得了满额的冬奥会席位。引人注目的不仅是中国速滑运动员的成绩，还有他们身上穿的速滑比赛服。这些色彩绚丽的比赛服都是由我国首次自主研发制造的冬季运动服装装备。

高速的冰上滑行需要对抗相当于十几级大风的空气阻力，一套优秀的专业速滑比赛服可以帮助运动员减少阻力、驰骋冰场。而当一套全新赛服问世，如何衡量它的减阻效果，这就需要通过风洞试验来测试。

风洞试验通过制造高速气流来测试空气阻力，常用于航空、汽车等工业制造领域，近年来开始被广泛地运用于体育科研领域，测试运动装备在各种阻力之下的减阻性能，以此来改进装备设计。

清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室助理研究员 翁鼎：一般减阻5%~10%，光靠一件衣服可以减5%~10%，是世界一流水平。

10%的减阻性能在高水平赛事中给运动员带来的帮助或许就是决定性的。2019年底，为了给中国运动员提供更加符合自身特点的装备备战北京冬奥会，国家冬季运动服装装备研发中心在北京服装学院的这栋小楼里正式成立。制作专业的冰雪运动装备并不简单，比如一件比赛服的研发，就要涉及纺织科学、服装设计、摩擦学、热物理学、生物力学、体育科学等六个学科的知识。为此，北京服装学院牵头组建了一个由六所高校、四家企业组成的团队，虽然大家制作冬季装备的经验有所不足，但是在各自的相关领域都有着深入研究，这也打下了自主研发的坚实基础。

为了让比赛服和运动员完美贴合，减少运动中的阻力，首先要实现真正地量身定做，研发团队用3D打印技术为运动员建模，然后通过实验测试出运动员在各种姿态之下皮肤的拉伸和形变，让服装的剪裁更加贴合运动员在运动中的身体姿态。

清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室助理研究员 翁鼎：根据运动员的习惯形态进行3D裁剪，这件衣服站直了（穿）是不舒服的，它在技术动作标准的情况下（穿）才是舒服的。

仅仅减阻对于一件专业比赛服来说还不够，短道速滑运动员在比赛中碰撞时有发生，因此也面临着被冰刀割伤的危险。如何在保证减阻效果的同时，还能给运动员提供足够的保护？选好面料也很关键。研发团队参考了全世界100多种面料，最终成功研制出了一种防切割面料。

国家冬季运动服装装备研发中心专项负责人、北京服装学院教师 张鸣雯：它是两种性能纱线的复合，同时结合了原料的超强超韧和超弹两种性质，所以就可以把它做成运动面料，同时它又有很好的耐刺割性能，防护功能更强。

这款速滑比赛服，不但凝聚着研发团队的心血，更体现着我国多个领域研发能力和技术水平的积累。

国家冬季运动服装装备研发中心主任、北京服装学院教授 刘莉：我们无论是在设计能力、科技研发、实验评价平台等等，近几年都有一些长足的进步，这是综合国力的体现。正是依赖于这样的综合实力，我们才能在短短三年内实现不可能完成的任务。

航天科技汽车制造联手打造中国雪车

冰雪运动的装备门槛高且种类多，一件速滑服凝聚了中国制造在跨领域联合研发能力上的突破，还有一些自主研发的冰雪运动器材背后体现的则是中国制造中的另一优势——工业制造能力。

雪车也被称为“有舵雪橇”，在1924年第一届冬奥会时就已经是正式比赛项目，但是直到2016年，中国才成立了自己的雪车国家队。从它的比赛形式就可以看出，和其他冬季项目相比，装备的重要性在这个项目中显得尤为突出。2019年10月，中国航天科技一院703所接到制造全中国第一台雪车的任务时，甚至没有一个工程师见过真正的雪车。

项目正式成立之后，航天一院的工程师们可以参考的只有两台从国外购置、不允许拆解的老款雪车和一本国际雪联的技术标准。就凭这些，他们开始了这个“闭门造车”的过程。对于这些航天工程师们来说，造火箭没问题，但对于这小小的雪车，哪里是突破口呢？

中国航天科技一院703所结构复合材料中心副主任 左小彪：这个结构跟航天非常相近，一个是气动，气动是负责外形的；一个是结构设计，就是做强度保证的。我们有控制，也有制造，最后有检测，跟运载火箭体系是完全一样的。

对雪车有了初步的认识和大致的思路，工程师们接下来要考虑的是用什么材料来制造。

中国航天科技一院703所结构复合材料中心高级工程师 周宇：对这个装备来说，首先一个目标是要减阻，这是为了提升成绩；第二它跟运动员相关，是运动员来使用的，所以我们要求它的可靠性要高，第一想到的肯定就是复合材料，也就是碳纤维复合材料。

在工程师们一步步地摸索之下，第一代国产雪车的样品被制造出来，可是当他们邀请运动员进行测试的时候，意想不到的问题出现了。

中国航天科技一院703所结构复合材料中心高级工程师 周宇：截面积越小，肯定气动阻力越小。所以做第一代车的时候发现截面位置偏小，运动员坐进去以后会觉得有点拥挤，伸展不开，不好发力。

为了解决操控性的问题，航天一院一方面改进自己的设计；另一方面，中国一汽也应邀加入了雪车设计团队。2021年9月10日，中国航天科技集团与中国一汽联合研发制造的首辆国产雪车，正式交付国家体育总局冬运中心，实现了国产雪车从无到有的突破。一次跨界合作，一个跨界的产品，为中国制造的相关领域和中国体育都带来了未来无限的可能。

国产雪蜡车 体现中国制造设计和创新能力

如果说速滑服蕴含着中国制造中的一流研发能力，雪车展现着中国制造中的工业制造能力，接下来的一个大块头——雪蜡车，则体现着中国制造的设计和创新能力。

这个庞然大物叫作雪蜡车。滑雪比赛之前，打蜡师需要根据当天的雪场情况，为运动员比赛中使用的雪板打蜡，这对于运动员的发挥来说至关重要，而雪蜡车就是打蜡师工作的地方。目前国际上雪蜡车数量极少，只有欧美的传统冬季运动强国才有这样的车型。2020年11月，为了填补我国雪蜡车的空白，山东省组建了一个综合多家企业的研发团队，开始了首辆国产雪蜡车的研发。

山东省工业设计研究院创新设计部设计总监 任锁：整个项目接到之后，一是没有参照，二是不能出国学习，三是时间紧任务重，我们几个团队坐在一起分析。

没有参考，设计工作犹如艰难的拼图。研发团队一面参考资料和专业人士取经探讨，一面发挥自己的创造力，仅用了11个月的时间自主研发出这台国产雪蜡车。不久前的国际雪联越野滑雪积分系列赛上，它的第一次亮相就迎来了满堂喝彩。

看似一台普通的货车，35平方米的箱体，在到达目的地之后，可以伸展成为一个92.5平方米的空间，里面不但有打蜡台、雪板存储柜，还有供运动员热身和休息的区域，宛若一个移动的后勤基地。

不但实现了国外雪蜡车的主要功能，这款国产雪蜡车还尝试实现更多的突破和创新。其中对于智能化设备的运用是它的一大亮点，比如这块32寸的显示屏是雪蜡车的智能控制中枢，依托遍布全身的数百个传感器，能够对车厢各个位置实现实时监测和控制，还能够通过精准的温湿度实时监测数据，为打蜡师选择蜡型提供重要参考。

在动力方面，除了国际主流的油电混合动力牵引头之外，研发团队还为这台雪蜡车配备了节能环保的氢燃料电池牵引头，极大地加强了雪蜡车在低温环境之下长距离转场的能力，也践行着我国科技冬奥、绿色冬奥的理念。

中国设计，中国制造，冬奥会是它们大展身手的舞台，也将是一个崭新的开始。

来源：央视新闻客户端