冬奥“战衣”、智能加热服冰雪项目装备里的高校智慧

冬奥战衣，智能加热服 冰雪项目装备里的高校智慧

冬奥比赛服如何快，护，暖，美一套冬奥战衣背后蕴含着哪些高科技在极寒条件下，如何让观众温暖观赛在助力运动员更快更强的同时，伴随着未来冰雪运动普及推广，高校为冰雪项目研发的各种高科技装备也将有更多的应用空间

北京服装学院刘莉团队

攻克快，护，暖，美难题 打造冬奥战衣

在冬季竞速类项目中，0.01秒就可能决定一块奖牌的归属，这0.01秒可能就来自于服装和装备作为冬奥战衣科研团队的负责人，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期待能通过研发助力冬奥健儿更进一步

这些即将在赛场上亮相的冬奥战衣进展情况如何冬奥比赛服如何解决快，护，暖，美四个关键技术问题日前，在北京服装学院芍药居校区，刘莉向记者揭秘冬奥战衣设计，研发的幕后故事

综合减阻 助力速度项目比赛服更快

2019年，刘莉带领科研团队获批科技部国家重点研发计划科技冬奥重点专项——冬季运动与训练比赛高性能服装研发关键技术项目刘莉介绍，项目研发的成果服务于冬奥会的国家运动员，主要适用于8项冬季运动，包括短道速滑，速度滑冰，花样滑冰，自由式滑雪空中技巧，钢架雪车，北欧两项中的跳台滑雪，高山滑雪等项目

其中，比赛服的快，是贯穿冬奥战衣研发过程中的重点及难点。

快主要针对的是短道速滑，高山滑雪等竞速类项目比赛服的综合降阻问题刘莉表示，为达到综合减阻效果，团队在初期需要通过CFD数值模拟，获得运动员表面速度分布，压力分布，不同姿态切面流场分布等规律，初步探索减阻结构的设计

之后，需要进行比赛服面料的制造刘莉介绍，表面光滑的面料并不是降阻面料，反而是有微结构设计的面料更有利于减阻刘莉带领团队制作了众多方案，来试验不同的结构设计，面料设计等以速度滑冰比赛服为例，团队仅帽子部分就设计了21种款式，腿部设计了10种款式

打造兼具护，暖，美的冬奥战衣

除了解决比赛服快这一难题，护暖美也是刘莉团队需要攻克的关键任务。

其中，护涉及训练比赛过程中装备的保护性能刘莉团队根据不同运动项目的特点，分别制作了相应的防护措施其中，高山滑雪训练防护服采用新型柱状阵列式抗冲击结构和新型吸能缓震材料，有效保护高山滑雪运动员穿越旗门时的抽打伤害据北京服装学院教师张鸣雯介绍，上述柱状阵列式抗冲击结构在起到关节防护效果的同时，也能保证运动灵活度

此外，团队也进行刺割类防护面料的研发工作在研发中心内，张鸣雯向记者展示了团队研发的防切割等级为2级的面料，其防护效果简单来讲就是冰刀划不破团队目前已研发并生产了超韧耐切运动面料，能有效保障运动员训练比赛时的安全

冬季运动比赛服如何保暖刘莉团队为雪上项目设计了堡垒综合保暖系统该系统应用智能主动加热技术，保障穿着人员在—30℃低温环境下可持续作业180分钟以上，并兼顾防风，防水，透气，耐磨，多功能高效保暖等特点刘莉表示，该系统具备几个不同档位的温度调控，使用者可以根据具体情况进行调节

美的展现也是比赛服的功能之一此次团队承担了国家花样滑冰队伍中部分比赛服的制作，目前制作了超过100套比赛服装，超过1000套设计款刘莉透露，花样滑冰比赛服的设计与比赛曲风相关，同时结合中国文化元素，着重增强中国传统工艺运用，比如刺绣，传统印染等

花样滑冰比赛服除了美，还须牢固现在我们针对可能存在的潜在危险下了很多功夫首先，取消拉链，扣子等常规服装的辅件，使其只具装饰性，没有功能性，其次，大的饰品会反复加固，因为比赛过程中掉落会扣一分，这对于运动员至关重要刘莉说

刘莉透露，本赛季部分比赛服已在去年10月提供给运动员，但后期他们又根据运动员在赛场上，训练中的表现和反馈，制作了比赛服的提升版。

清华大学曹彬团队

为冰雪运动研发智能加热装备

在极寒条件下工作人员，观众如何避免冻伤，得到温暖保障为解决这一问题，清华大学建筑学院副教授曹彬团队参与了国家十三五重点研发计划科技冬奥重点专项人工剖面赛道类场馆新型建造，维护与运营技术项目，研发出了极寒环境下的温暖装备——智能加热服和加热坐垫，可以在短时间内迅速发热，锁热，确保观众温暖观赛

研发实验系统 收集人体数据

雪上运动场馆是露天，开放式的，且露天赛场环境比较极端，对于极端环境下人的生理数据，前期可借鉴的研究成果很少曹彬告诉记者，团队首先要研究清楚在零下十几摄氏度的低温环境下待上一两个小时，人究竟会有多冷

为此，曹彬团队在冬天到赛场记录环境参数，然后在低温环境舱中模拟环境，并进行受试者实验，通过温度传感器，监测人身体上多个部位暴露在低温环境下不同时长后的皮肤温度，以此来评估人会有多冷。

除真人受试者实验，曹彬团队还利用暖体假人设备来收集数据假人身体每个部位可以模拟真人产热和散热的情况，同时可以通过后台程序软件，监测不同暴露时长，不同厚度衣物下，假人表面温度变化

极端低温环境下应该给人的哪些部位补充热量才最为有效和舒适曹彬团队开发出了人体全身多点位加热实验系统，由一套加热服和后台程序构成加热服看起来是一套薄薄的贴身衣服，各个部位设置有加热片，同时可以在平板电脑上进行操控和交互

受试者穿上加热服后，程序界面可以看到并选择不同部位，设置不同的加热温度比如，想给腹部加热到35℃，或是给腿部加热到37℃，都可以在程序界面进行设置，继而加热服会按照程序的设定进行加热曹彬表示

智能马甲，坐垫给人高效补充热量

研究的最后一步是依据理论数据把加热设备做成实物经过反复推敲，团队最终研发出了两种装备形态——便携式的加热坐垫以及可穿戴在身上的智能加热马甲这两种装备都采用了柔性石墨烯发热材料

在保温性能上，曹彬团队采用了轻薄的保温叠加态材料，置于坐垫底层和马甲外层，来阻断热量向下，向外散发，保证热量集中，高效地传递给人坐垫上表面温度能够达到40℃以上，同时由于具备隔热性能，如果去摸它的下表面，会发现是很凉的曹彬介绍，智能加热马甲配有手机端小程序，使用者可通过示意图选择加热部位，调整温度

曹彬说，冰雪运动将普及发展，户外极端低温环境等条件下的工作场景也非常多，希望这些研究成果赛后能继续推广应用。