這台“變形金剛”裏,藏着運動員雪板的一個秘密
2021年10月,首台國產雪蠟車在北京交付。 泰山體育產業集團供圖
2月,北京冬奧會張家口賽區,越野滑雪隊員體驗雪蠟車時,豎起拇指。 受訪者供圖
由35平方米的箱體,伸展成92.5平方米的多功能空間,這台猶如“變形金剛”的雪蠟車,在北京冬奧會崇禮賽區,保障着我國越野滑雪運動員腳下那塊關鍵雪板。
這是我國首台國產雪蠟車,“中國紅”與“冬奧藍”拼接的車頭處掛着“黃河”的牌子,雪蠟車的研發和製造單位均來自山東,黃河在那裏匯入大海。
雪蠟車,是打蠟師在賽前為雪板打蠟的地方,但在此前從未接觸過這一領域的科研人員看來,這只是一個陌生的名詞。直到2020年11月,他們接到要製造國產雪蠟車這一“科技冬奧”項目時,才開始對雪蠟車有了最基本的想象。
“首先是做概念定義,這一台車要實現哪些功能。”中國重汽集團應用工程開發中心專用車設計部副主任劉希平説,光是第一個階段就花了近3個月的時間。
有關雪蠟車,網上的資料並不多。一般情況下,各國雪蠟車只允許本國的運動員進入,車體內部有關打蠟功能的設計和方法更是核心技術。蠟打得好不好,直接影響運動員2%-5%的成績。
“這款雪蠟車更多地融入了我們的設計師、工程師的一些思想,包括我國運動員和打蠟師的描述。”在劉希平看來,我國自主研發的這台雪蠟車最大的特點是功能創新。
除了雪板打蠟、存放等核心功能外,運動熱身區、休息區、洗手間等功能也加入到這台移動的雪上後勤基地裏。
劉希平介紹,這輛車配備了雙牽引頭,一台是混合動力牽引頭,一台是最新型的氫能源牽引頭,以適應不同的應用場景。車頂採用了光伏發電設計,以節能環保又高效的方式保障賽事進行。
車體的細節充滿人性化的設計。劉希平説,上車踏步的台階由6級改為8級,更加平緩舒適。休息區裏,還配備了8K電視、VR娛樂設備、供氧設備等。在室外酷寒天氣下,車內温度可根據需要維持在15-25℃之間,PM2.5指標保持在個位數,為打蠟師工作提供舒適環境。
最核心的打蠟台和雪板儲藏櫃則由位於煙台的山東省工業設計研究院研發。
山東省工業設計研究院設計總監任鎖回憶,在沒有參照,也不能出國學習的情況下,團隊常常往返北京、濟南、煙台三地之間,與國家隊的打蠟師交流情況。從他們演示打蠟的過程中,發現需求點,並對雪蠟台的各個細節進行反覆修改,前後打了6次樣,才確定了最終版本。
6個長2.9米的雪蠟台是這輛車最重要的核心部件,“也是目前世界上操控空間尺寸最大的雪蠟台,功能最完備,得到了國家隊打蠟師的高度肯定。”任鎖説。
一個特別的設計在雪蠟台的下方。任鎖介紹,由於打蠟時會有一定煙塵,雪蠟台還配備了下排風淨化消毒系統,可實時淨化空氣。然而,下排風的設計思路與國外的上排風是完全不同的空間佈局,最初在整個項目組裏引起了激烈的討論。
經過多次驗證,相比上排風方案,下排風系統優化了風機的結構、縮短了風道距離,能夠使其吸力更強、排風效率更高,快速吸走打蠟過程中產生的有害物質。同時結合流體力學設計,把風道系統的噪音控制在60分貝以內。
任鎖還注意到,每一次打蠟師刮完蠟,都需要把雪板拆下來,對準光源、尋找照射面,觀察雪板的打蠟情況,然後再裝上去,“這是一道很麻煩的工序”。
這啓發了任鎖,在打蠟台上安裝了一個可以調節任意角度的補光追光系統,打蠟師不用再拆裝雪板,只需要調節光源角度,就可以找到反射面,省去了好幾個步驟,提高了工作效率。
最後,驗證“變形金剛”收縮、伸展的那幾天,任鎖緊張又興奮,他懸着一顆心,生怕出現一絲紕漏。
“整個箱體內部空間寸土寸金,都是拿毫米來丈量的。連縫隙也是可丁可卯,差個三五毫米,就可能會有干涉的地方。”任鎖説。
崇禮的雪蠟車裏,存放了700餘塊國產雪蠟,這些雪蠟填補了國內雪蠟產品的空白。中科院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室、煙台先進材料與綠色製造山東省實驗室副研究員吳楊説,此前自己所在的實驗室沒有人搞過雪上摩擦學的研究。“雪上摩擦學影響因素多,機理複雜,而在我國,滑雪運動又是一個季節性運動,企業需求也不旺盛,這導致我國在雪上摩擦基礎研究領域和雪蠟產品領域的空白。”
吳楊團隊通過前期調研,花了一年多的時間摸清雪蠟的理化性質和使用方法,並優化出國產基礎雪蠟的配方。影響雪上摩擦力的因素非常多,包括濕度、温度、雪質、硬度、新/舊雪等等,在這項研究上,他們剛剛起步,而國外已有幾十年的歷史了。
在實驗室快速驗證,做雪上摩擦實驗需要有雪。那段時間,吳楊和團隊買了一個大冰櫃放在實驗室,冬天下了雪,他們就把雪收集起來,放到冰櫃儲存起來做實驗,到了天氣熱了,就利用冰櫃模擬下雪天氣在實驗室裏自己造雪。
他們瞭解到,奧地利因斯布魯克大學有一台專業雪上摩擦測試設備,鋪設了24米長雪道,通過在雪板上安裝傳感器測試摩擦係數,於是便利用低温環境實驗箱自制了一條80釐米的“迷你版”雪道,來測試雪蠟在雪上摩擦力的大小,把自己做的雪蠟和進口雪蠟進行對比。“在1g精度的力傳感器下,已經幾乎沒有什麼差別了。”吳楊説。
首台雪蠟車於2021年10月27日交付北京,11月初,雪蠟車奔赴新疆,保障國際雪聯越野滑雪積分賽新疆站的比賽,12月,又來到2021-2022國際雪聯城市越野滑雪中國巡迴賽上海楊浦站的賽事保障。
經過幾次賽事的檢驗,今年1月,這台雪蠟車進入崇禮越野滑雪中心賽區,亮相北京冬奧會。雪蠟車車長安澤濤介紹,進駐以來,雪蠟車保持平均每天工作16小時左右的滿負荷狀態,每天提供200-300副雪板的打蠟服務,從未出現斷電、中斷使用等情況。
我國的越野滑雪項目相對較弱,過去也沒有隨隊保障的雪蠟車。安澤濤看到,很多資深冰雪運動員都點贊雪蠟車,“很震撼”。這台車長超過15米,高4米多的“變形金剛”,獲得79項專利,打破了這一領域長期被國外壟斷的局面。
在已經結束的越野滑雪比賽中,中國健兒多次刷新中國越野滑雪歷史記錄。代表運動員在冬奧會開幕式上宣誓的越野滑雪男子運動員王強和點燃主火炬的越野滑雪女子運動員迪妮格爾·衣拉木江,在比賽中使用的雪板也是在這台雪蠟車上打蠟維護的,兩人都創下個人最好成績。
中青報·中青網記者 張藝 來源:中國青年報
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