北京冬奧|用火箭外殼技術造滑雪頭盔 助中國隊衝金

編輯︰言嘉庸

  體育競技除了是力量的比拼,也是科學與技術的較量。2022北京冬奧於2月4日正式開幕,自由式滑雪空中技巧一直被視為中國隊的優勢項目。大連理工大學科研團隊運用航天結構輕量化原理,研發出高防護性變剛度滑雪頭盔,為國家隊訓練提供安全保障,同時助力中國選手衝擊獎牌。

 

科技冬奧:滑雪頭盔用上「長征五號」火箭外殼技術

  大連理工大學科研團隊研發的這款滑雪頭盔,重量只有700克左右,在不大幅增加厚度和重量的前提下,防護性能比歐洲標準高出至少20%。而它運用的航天薄壁結構設計科技,曾經幫助中國體積最大的火箭——「長征五號」運載火箭,成功減重1145公斤。

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冬奧滑雪頭盔運用了航天薄壁結構設計科技,這項技術來源於程耿東院士指導、王博教授牽頭的科研團隊近十幾年的研究積累。(網上圖片)

  冰雪運動速度快、衝擊力强,頭盔的作用是保護運動員安全。這款頭盔內外殼還採用了大量的曲綫加筋布局設計,可以極大改善頭盔受衝擊後的傳力路徑,提高抗衝擊效率,為運動員提供更高的安全防護級別。

  頭盔的材料也有創新,科研團隊在大量測試後,使用碳纖維、玻璃纖維、彈性體三種成分合成的新材料,在保持衝擊韌度的同時,將剛度提高4倍,將拉伸強度提高3倍,大幅提升頭盔的抗衝擊吸能效率,能對運動員形成更好的保護。

  而考慮到亞洲人的頭型偏圓,科研團隊還搜集了大量國家隊隊員的頭型數據,開展定製化設計,以提高中國運動員長時間佩戴的舒適度。

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大連理工大學研發的冬奧滑雪頭盔已通過歐洲滑雪頭盔安全標準測試,並用於保障國家雪上空中技巧專業隊的訓練。(網上圖片)

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科技冬奧:航天T800碳纖維材料製成雪車頭盔

  大連理工大學研發的滑雪頭盔得到國家重點研發計劃「科技冬奧」重點專項的支持,同樣屬於這個項目的還有東莞理工學院針對雪車項目研製的雪車頭盔。

  這款雪車頭盔採用强度高、防撞性能優异的中國航天T800碳纖維材料製成,重量比起上一代運用的賽用頭盔减重了500克,僅為1,100克左右,有效地為運動員减少負重。

  T800碳纖維是一種含碳量在95%以上的高强度、高模量纖維的新型材料。由于材料經過碳化及石墨化處理,因此具備密度小、强度高等優點。碳纖維材料的密度比鋁還要低,但是强度却比鋼鐵還要大。

在减重的同時,這款冬奧雪車頭盔內部材料緩衝層採用了3D打印點陣結構,可以抵禦頭盔在遇到碰撞時的各種衝擊力,更好地保護運動員。(網上圖片)

  此外,東莞理工學院也有採集運動員的數據,進行一對一個性化定制,以達到能貼合每一位運動員實際需求的效果。這款雪車頭盔同樣應用於冬奧國家隊項目訓練與比賽,助力中國代表團在北京冬奧賽場上發揮最佳狀態。

雪車是一項是速度最快且觀賞性極强的項目,被稱為「雪上F1」。雪車滑行最高時速可達160公里左右。圖為2022年1月9日中國選手出戰21/22雪車世界杯德國站。(圖片來源:視覺中國)

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