《人民冰雪·冰雪科技談》：我國首臺碳纖維雪車突破四大技術(shù)難題

2022年02月04日09:15 | 來源：人民網(wǎng)

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2022年北京冬奧會(huì)的籌辦過程，為中國冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展提供了巨大動(dòng)力。科技創(chuàng)新，成為中國冰雪運(yùn)動(dòng)前進(jìn)道路上嘹亮的號角。在科學(xué)技術(shù)部社會(huì)發(fā)展科技司與中國21世紀(jì)議程管理中心的聯(lián)合指導(dǎo)下，人民網(wǎng)人民體育推出大型科普融媒體節(jié)目《人民冰雪·冰雪科技談》，以“中國冰雪運(yùn)動(dòng)的科技創(chuàng)新之路”為主題，主要圍繞國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)的創(chuàng)新成果，從辦賽、參賽、觀賽、安全保障和綜合示范五個(gè)維度，全面展現(xiàn)開展現(xiàn)代冰雪運(yùn)動(dòng)所必備的科技支撐力量，展示我國冰雪科技領(lǐng)域取得的令人矚目的創(chuàng)新成果，普及最前沿的冰雪科技知識、記錄“科技冬奧”的精彩，講述中國冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展和科技創(chuàng)新的新時(shí)代故事，留下“科技冬奧”全景式融媒體歷史檔案。

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為了體現(xiàn)“科技冬奧”的理念，北京冬奧會(huì)在賽事運(yùn)動(dòng)裝備方面投入了許多科研力量。國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)——冬季項(xiàng)目碳纖維復(fù)合材料高性能器材關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、北京化工大學(xué)有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任楊小平教授做客人民網(wǎng)《人民冰雪·冰雪科技談》節(jié)目，帶我們了解國產(chǎn)高性能雪車的研發(fā)之路。

楊小平談到，碳纖維具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。在國際上，用碳纖維的高端器材都極大地提高了運(yùn)動(dòng)員的成績。隨著國產(chǎn)碳纖維在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高端應(yīng)用，推動(dòng)冬奧會(huì)上我國運(yùn)動(dòng)員用上我國自主生產(chǎn)的高端體育器材，成為他所在項(xiàng)目的立項(xiàng)初衷。

楊小平介紹，我國在碳纖維雪車研制方面，以前是一片空白。本次研制分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是填補(bǔ)空白階段，實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”的突破。項(xiàng)目組從2019年11月開始，量化裝備、設(shè)計(jì)、材料、制造等部門和體育部門，克服了底子薄的弱點(diǎn)和新冠肺炎疫情的影響，于2021年1月研制出了第一臺國產(chǎn)碳纖維雪車。第二個(gè)階段是迭代提升，推進(jìn)現(xiàn)代化和規(guī)模化階段。項(xiàng)目組聯(lián)合一汽紅旗轎車，在人機(jī)工程和操控性能兩個(gè)方面有了一些大的突破，實(shí)現(xiàn)了碳纖維雪車從可用到好用的跨越。

據(jù)介紹，在這些技術(shù)的跨越中，科研團(tuán)隊(duì)突破了四個(gè)方面的技術(shù)難題。第一個(gè)難題是舵面車身如何實(shí)現(xiàn)流線化。項(xiàng)目組結(jié)合航天的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化，測試結(jié)果與國際同類產(chǎn)品相比，風(fēng)阻系數(shù)降低了8%。第二個(gè)難題是采用什么樣的材料。項(xiàng)目組采用了國產(chǎn)宇航級的T800碳纖維復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了它耐高低溫的一些性能，材料的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)沖擊或壓縮強(qiáng)度達(dá)到了350兆帕。第三個(gè)難題是如何實(shí)現(xiàn)整體制造。項(xiàng)目組采用了航天的熱壓罐技術(shù)，結(jié)合一體化制造，檢測結(jié)果是缺陷小于1%，保證了高安全性。第四個(gè)難題是雪車運(yùn)動(dòng)員的頭盔怎么制造。結(jié)合3D打印的點(diǎn)陣技術(shù)和碳纖維復(fù)合材料，以及運(yùn)動(dòng)員頭部的個(gè)性化數(shù)據(jù)，個(gè)性化定制了運(yùn)動(dòng)員的碳纖維頭盔。項(xiàng)目組檢測發(fā)現(xiàn)，這個(gè)頭盔減重20%，風(fēng)阻系數(shù)明顯下降，運(yùn)動(dòng)員佩戴的舒適度顯著提高。（配文：楊虞波羅）