冬奥黑科技减少11阻力的速滑服奇点科

▲年1月27日,中国男子单人滑选手金博洋在北京首都体育馆进行赛前训练

图源:新华社

年东京奥运会,37岁的中国举重运动员吕小军打破奥运会纪录,夺得男子举重81公斤级金牌。比赛时,吕小军穿的一双“金色战靴”引起了许多讨论,大家纷纷猜测:这是什么“黑科技”吗?

大家没有猜错,吕小军的这双“战靴”确实包含了很多科技成果。这双特制的“吨位鞋”使用了超纤材料,不仅坚固程度拉满(能承受超过14个成人的体重),同时还能保护运动员的脚踝和足弓。

▲东京奥运会举重男子81公斤级决赛,中国选手吕小军

图源:比赛实况

在现代体育赛事当中,运动装备已经成为了影响运动员成绩的一个重要因素。尤其是竞速类比赛,也许0.01秒就可以决定金牌的归属,而这0.01秒的差距,可能就来自服装和装备。

年2月4日,第24届冬奥会将在北京举办,这也是我国第一次举办冬奥会。本届冬奥会的赛场上,将会出现不少的“黑科技”,尤其是中国运动员的训练服和比赛服。

撰稿

白杨

编辑

乔木/云杉

阻力更小,速度更快

▲中国速度滑冰运动员高亭宇身穿最新款速滑服进行比赛

图源:北京服装学院

北京服装学院教授、国家冬季运动服装装备研发中心主任刘莉,主要负责本届冬奥中国国家队训练服、比赛服的研发工作。

“速度滑冰等竞速类比赛追求‘快’,所以服装必须考虑风的阻力,”刘莉教授介绍道,“我们研究团队通过科学化的服装结构和面料设计,能有效降风阻,帮运动员提升赛场上的表现。”

参考中国运动员体型特征、训练及比赛环境等,研究人员通过流体动力学仿真技术构建三维空气动力模型,筛选并自主研发减阻面料,设计减阻结构。

▲为了减小空气阻力,速度滑冰运动员比赛中会自然躬身,使躯干与冰面平行

图源:北京服装学院

在风洞测试环节,研究人员发现,并不是越光滑的表面风阻越小。“恰恰是一种有肌理的凹坑结构面料,阻力最小,”刘莉解释道,“在身体不同部位,我们采用了形状、大小、深度都不同的凹坑结构,以达到最佳的减阻效果。同时,根据滑行姿态设计的‘站不起来’版型,不仅可以帮助运动员保持姿势,也有效降低了阻力系数。”

与现役冬季项目比赛服相比,将于今年亮相的新式比赛服具有更好的空气动力性能。经风洞测试验证,最佳姿态的新款速滑服比之前的比赛服减少了11%的空气阻力;新款短道速滑服最大减阻率超过10%。根据高山滑雪项目各小项速度差异较大的特点,研究人员还细化了相关比赛服的设计,平均减少了9%的空气阻力。

更安全,更保暖

▲在高山滑雪部分项目中,运动员只有穿越旗门,成绩才有效

图源:CCTV1

冬季运动项目危险性很高,运动员很容易受伤,比如冲撞伤、割伤等。因此,无论是在训练还是比赛过程中,提升服装的安全性都是很有必要的。

新款训练服、比赛服中暗藏了不少高科技。例如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,可以保护高山滑雪运动员穿越旗门时遇到的抽打伤害。

新款短道速滑比赛服使用高弹防切割面料,能全面保护运动员的身体。研究人员介绍,新款比赛服在前代速滑比赛服的基础上,防切割性能提高了20%~30%”。

此外,由于冬季运动项目的特殊性,研究人员还必须考虑到服装的保暖性。为了让所有冬季项目的训练服和比赛服都能暖和,研究人员想出了两个方案。

▲研发人员讲解“堡垒”综合保暖系统

图源:CCTV1

一是提升纤维保暖效率;二是利用主动加热技术,把电能量转化成热量。经过综合考虑,研究人员开发出了“堡垒”综合保暖系统——该系统不仅能有效保温,还防风、防水、透气、耐磨,集多种功能于一体。

综合保暖系统包含主动电加热护脸、马甲、外套、手套、袜子、坐垫等装备,通过智能主动加热技术,确保运动员在零下30℃的环境中可连续工作超过8小时。

特制腰带、护具

▲冬奥运动装备亮相科技冬奥展区

图源:央视新闻

除了上述“黑科技”,研究人员还开发出了一系列高科技装备,从各方面助力冬奥运动员。

例如,利用双滑轮腹内压快速增压技术和石墨烯传导热快速加热技术,研究人员开发出了可增强腰椎稳定性、促进核心肌肉功能恢复的特制腰带。

采用了双面立体点胶和结构化设计的专用运动袜,能增强运动员在技巧类项目运动中的稳定性。此外,研究人员还为冬奥运动员量身打造了膝关节运动护具,等等。

不过,尽管各种高科技装备可以在一定程度上提升运动员的比赛成绩,但竞技体育项目的表现最主要还是要看运动员本身。距离北京冬奥会还有3天,期待中国运动员在冬奥赛场上有一个好的表现,勇夺金牌~

参考资料

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