焦点访谈：一起向未来冰雪场上的中国智造

　　（焦点访谈）：北京冬奥会进入到了倒计时1个月，迎接冬奥的气氛越来越浓。比如，总台央视奥林匹克频道已经正式开播上线小时上星同步播出的专业体育频道。央视新闻AI手语主播也将在冬奥会上正式上岗，让听障群体也能感受冬奥赛事的激情。我们中央广播电视总台将运用“5G+4K/8K+AI”科技创新成果，努力实现“科技冬奥8K看奥运”的目标，为全球观众奉献一场丰富多彩的奥运盛典。这届冬奥会的突破体现在很多方面。我国冬季体育项目起步比较晚，冬季运动装备此前一直依赖于国外采购。近年来，随着我国大力推动冰雪运动的发展，我们在冬季项目装备的制造和研发方面也实现了很多突破，中国自主研发制造的装备开始在冰雪场上崭露头角。

　　随着北京冬奥会开幕进入倒计时，我国冰雪运动健儿在各类国际赛事中也展现出了火热的状态。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说：“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。而为了实现这10%，需要付出的则是100%的心血和努力。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一栋小楼里正式成立。

　　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说：“我们在短短三年内，要从对这个领域不熟悉，到要拿出最优秀的成果来装备国家队，我们时刻和时间赛跑。”

　　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。

　　国家冬季运动服装装备研发中心专项负责人、北京服装学院教师胡紫婷说：“我们大量地通过视频或者是通过调研资料去看历届冬奥会，从有这个比赛服开始，它历经的变革是什么，它的科技需求是在做怎样不断更新。”

　　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订做，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。

　　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说：“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。所以说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。”

　　设计再精心、面料再优秀，到底好不好还要运动员说了算，这就需要研发团队和运动员不断地沟通和交流。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。

　　刘莉说：“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。”

　　冰雪运动的装备门槛高，且种类多。一件速滑服重量不过几百克，却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说：“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说：“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。”

　　在工程师们一步步的摸索之下，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。

　　周宇说：“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。”

　　看来仅靠理论推演并不能适应实战，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。在“中国汽车工业国家队”和“中国航天工业国家队”的强强联合之下，第二代国产雪车在操控性方面有了很大的提升。

　　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。

　　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。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说：“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一台国产雪蜡车。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平米的箱体，在到达目的地之后，可以伸展成为一个92。5平米的空间，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。

　　设计过程中，研发团队秉承着以人为本的理念，全程和打蜡师密切沟通，让这款国产雪蜡车和国外车型相比，增加了更多人性化的设计。

　　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，比如一块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。

　　工欲善其事必先利其器。体育成绩的突破，虽然主要是靠运动员的努力和发挥，但是好的装备却能够让他们如虎添翼。现代体育，不单是运动员能力的比拼，也是国家科技实力、制造能力的比拼。期待中国科技、中国设计、中国制造，助力北京冬奥会顺利举办，助力我们的体育健儿在冰雪赛场上取得好成绩。