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北京冬奥入门:让运动员滑得更快,更安全,冬奥会的“高科技”还真不少

来源:解放日报

2月4日,北京2022年冬奥会将揭幕,中国奥运健儿目前正在加紧备战,静待点燃圣火的激越时刻。

在缺冰少雪的上海,广大市民对冬奥会竞技项目的了解,肯定没有夏季奥运会那么“得心应手”。解放日报·上观新闻“运动+”特别推出“北京冬奥入门”科普栏目,带大家走近本届冬奥会的7个大项、15个分项、109个小项,知晓冰雪运动的门道。

奥运会是运动员表现的舞台,同样也是体育科技运用的场所。北京2022年冬奥会背后,有不少新技术值得关注。不少我国自主研发的新技术、新装备等“高科技国货”,将在冬奥舞台亮相。

人工冰状雪:更新+更稳

冰和雪是冬奥会的特色和亮点。由于气候原因及竞技比赛的特殊要求,人工造雪是冬奥会用雪的主要来源。一方面,天然形成的雪凝固程度较高,摩擦力小,容易提升速度,但对快速行进的运动员来说,极易摔跤侧翻;人工造雪可以通过改变雪的粒径、硬度和含水量等,应对不同赛场的需求。另一方面,人工造雪速度快、可控性强。一般来说,气温低于0摄氏度时,造雪机便可以开始工作。

© 由 解放日报 提供

被誉为“皇冠上的明珠”的高山滑雪项目,是冰雪项目中速度最快的项目之一。这项“速度与激情”的项目,需要的就是人工“冰状雪”。 “冰状雪”类似于刨冰,密度较大,雪层多,硬度较高,支撑力好,其表面还有一层薄薄的冰壳。与平时我们踩上去可以听到“咯吱咯吱”声响的雪面不同,“冰状雪”保有一定的弹性,极大地提升了运动员滑雪的舒适感。

因此,“冰状雪”有高山滑雪“塑胶跑道”的美称。对参与高山滑雪的运动员来说,在“冰状雪”赛道滑雪,更容易控制身体姿态,也更容易出成绩。对赛事组织方来说,“冰状雪”铺成的赛道,可以保证运动员多次高速滑降后雪道表面依然平整光滑,不易变形。无论运动员的出场顺序如何,赛道都是崭新的,确保比赛公平性。

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中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所南极团队、中国气象科学研究院、北京2022年冬奥会组委会三方联动,针对“冰状雪”赛道的特点,合作研发了测量冰雪粒径大小的冰雪粒径检测仪及测量冰雪硬度大小的雪硬度计。小小的仪器在工作中发挥性能稳定、可靠性高的特性,将过去人脚踩上去感知赛道状态的主观判断,变为用科学方法、简便仪器的客观判断,超过同类外国相关仪器。

新比赛服装:安全+降阻

服装是展现北京2022年冬奥会的名片,既有视觉传达效应,还更符合比赛需要。目前国内由北京服装学院牵头的10家单位攻关,针对冬奥会比赛的气候环境条件,研发适宜中国运动员体型特征与生理特性的不同冰雪项目的比赛服装。

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例如短道速滑比赛服使用防切割面料,在保持弹性的基础上,防切割性能提高了20%至30%。高山滑雪速度极快,如穿越旗门时容易受到撞击,容易导致肩部、大腿等软组织损伤。新研制的高山滑雪训练防护服采用新型的柱状阵列式抗击结构和新型吸能缓震材料,可有效保护运动员。

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除了安全之外,有效降低阻力也是一个特点。紧身服装通过包裹皮肤、加载有利于减阻的材料与结构设计从而减少气动阻力。目前我国自主研发的减阻面料应用到比赛服装中比国际上先进服装总阻力下降4%。冬季项目的比赛,保暖十分关键,北京服装学院制作了一款综合保暖服装,有效满足保暖需求。

国产新雪车:变轻+变快

雪车比赛速度快,比赛难度大,极具观赏性。2016年中国成立雪车国家队,雪车装备依赖进口。目前世界上大多数雪车由德国的3家公司制造,单车的价格在5万美元以上。

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2021年3月,中国航天科技集团和中国一汽承接了研制国产雪车的任务。其实雪车虽然叫“车”,但没有轮子和方向盘,其动力依靠运动员推车的初速度以及重力。当时,研制单位对雪车的性能要求、相关标准还不清楚。雪车比赛中选手在滑行过弯时承受的压力,是自身重力的5-6倍接近人体极限。

对于雪车安全与可靠性要求极高。最终研究团队用了新型碳纤维复合材料作为雪车的外壳。该材料强度达到要求,但重量只有钢材料的10%左右。2021年9月首辆国产雪车问世,结束了雪车装备长期以来被外国品牌垄断的历史。经过测试,国产雪车的风阻系数较进口同类雪车降低了5%,车速提高了3%。

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奥运会不仅是运动健儿的“竞技场”,也是前沿科技的“试验田”。通过科技创新,实现关键技术新突破,形成大量的科技成果,无疑是北京2022年冬奥会的又一“遗产”。