北京冬奥|用火箭外壳技术造滑雪头盔 助中国队冲金

编辑︰言嘉庸

  体育竞技除了是力量的比拼,也是科学与技术的较量。2022北京冬奥于2月4日正式开幕,自由式滑雪空中技巧一直被视为中国队的优势项目。大连理工大学科研团队运用航天结构轻量化原理,研发出高防护性变刚度滑雪头盔,为国家队训练提供安全保障,同时助力中国选手冲击奖牌。

 

科技冬奥:滑雪头盔用上“长征五号”火箭外壳技术

  大连理工大学科研团队研发的这款滑雪头盔,重量只有700克左右,在不大幅增加厚度和重量的前提下,防护性能比欧洲标准高出至少20%。而它运用的航天薄壁结构设计科技,曾经帮助中国体积最大的火箭——“长征五号”运载火箭,成功减重1145公斤。

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冬奥滑雪头盔运用了航天薄壁结构设计科技,这项技术来源于程耿东院士指导、王博教授牵头的科研团队近十几年的研究积累。(网上图片)

  冰雪运动速度快、冲击力强,头盔的作用是保护运动员安全。这款头盔内外壳还采用了大量的曲线加筋布局设计,可以极大改善头盔受冲击后的传力路径,提高抗冲击效率,为运动员提供更高的安全防护级别。

  头盔的材料也有创新,科研团队在大量测试后,使用碳纤维、玻璃纤维、弹性体三种成分合成的新材料,在保持冲击韧度的同时,将刚度提高4倍,将拉伸强度提高3倍,大幅提升头盔的抗冲击吸能效率,能对运动员形成更好的保护。

  而考虑到亚洲人的头型偏圆,科研团队还搜集了大量国家队队员的头型数据,开展定制化设计,以提高中国运动员长时间佩戴的舒适度。

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大连理工大学研发的冬奥滑雪头盔已通过欧洲滑雪头盔安全标准测试,并用于保障国家雪上空中技巧专业队的训练。(网上图片)

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科技冬奥:航天T800碳纤维材料制成雪车头盔

  大连理工大学研发的滑雪头盔得到国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项的支持,同样属于这个项目的还有东莞理工学院针对雪车项目研制的雪车头盔。

  这款雪车头盔采用强度高、防撞性能优异的中国航天T800碳纤维材料制成,重量比起上一代运用的赛用头盔减重了500克,仅为1,100克左右,有效地为运动员减少负重。

  T800碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型材料。由于材料经过碳化及石墨化处理,因此具备密度小、强度高等优点。碳纤维材料的密度比铝还要低,但是强度却比钢铁还要大。

在减重的同时,这款冬奥雪车头盔内部材料缓冲层采用了3D打印点阵结构,可以抵御头盔在遇到碰撞时的各种冲击力,更好地保护运动员。(网上图片)

  此外,东莞理工学院也有采集运动员的数据,进行一对一个性化定制,以达到能贴合每一位运动员实际需求的效果。这款雪车头盔同样应用于冬奥国家队项目训练与比赛,助力中国代表团在北京冬奥赛场上发挥最佳状态。

雪车是一项是速度最快且观赏性极强的项目,被称为“雪上F1”。雪车滑行最高时速可达160公里左右。图为2022年1月9日中国选手出战21/22雪车世界杯德国站。(图片来源:视觉中国)

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