文/于思佳 劉莉

（作者單位：北京服裝學(xué)院）

為做好北京2022年冬奧會(huì)備戰(zhàn)參賽工作，加快冰雪運(yùn)動(dòng)普及和提高，2019年北京服裝學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)獲批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)“冬季運(yùn)動(dòng)與訓(xùn)練比賽高性能服裝研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目。北京服裝學(xué)院作為牽頭單位，聯(lián)合東華大學(xué)、上海體育學(xué)院、安踏（中國(guó)）有限公司、清華大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、武漢體育學(xué)院、探路者控股集團(tuán)股份有限公司、廣東德潤(rùn)紡織有限公司、吉祥三寶高科紡織有限公司共十家單位開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，該項(xiàng)目得到科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家體育總局大力支持。

國(guó)家體育總局冬季運(yùn)動(dòng)管理中心與北京服裝學(xué)院共建國(guó)家冬季運(yùn)動(dòng)服裝裝備研發(fā)中心，建立了跨學(xué)科的冬季項(xiàng)目訓(xùn)練與比賽服裝材料選型、功能設(shè)計(jì)、樣衣制作、工效分析于一體的科教融合平臺(tái)，培養(yǎng)一批了解中國(guó)競(jìng)技體育比賽項(xiàng)目、熟悉中國(guó)專業(yè)服裝裝備制造企業(yè)、掌握“人—機(jī)—環(huán)”科學(xué)設(shè)計(jì)方法和研制技術(shù)的高層次工程技術(shù)與設(shè)計(jì)人才，實(shí)現(xiàn)冬季運(yùn)動(dòng)高性能服裝國(guó)產(chǎn)化，助力冬季項(xiàng)目國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技表現(xiàn)提升，促進(jìn)專業(yè)裝備企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升，推動(dòng)冬季運(yùn)動(dòng)服裝產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，帶動(dòng)大眾冰雪產(chǎn)業(yè)發(fā)展。經(jīng)過(guò)幾年的努力，研究?jī)?nèi)容涉及紡織科學(xué)與工程、服裝設(shè)計(jì)與工程、機(jī)械工程（摩擦學(xué)）、熱物理、生物力學(xué)、體育科學(xué)六個(gè)學(xué)科，解決“快、護(hù)、暖、美”四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)競(jìng)速類項(xiàng)目服裝、防護(hù)材料及裝備、耐低溫保障材料和服裝技巧類項(xiàng)目服裝四類產(chǎn)品創(chuàng)新。

競(jìng)賽場(chǎng)上，0.01秒或者0.01米的優(yōu)勢(shì)，都能決定冠軍的歸屬。身處金字塔尖的運(yùn)動(dòng)員，若想取得傲人的成績(jī)，自身的努力固然非常重要，科技創(chuàng)新的力量也不容忽視?？萍疾粌H能讓運(yùn)動(dòng)員提高備戰(zhàn)訓(xùn)練水平，更能在賽場(chǎng)上獲得事半功倍的效果。

那么，在科技日新月異的今天，有哪些高科技能助運(yùn)動(dòng)員一臂之力？這正是“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)攻關(guān)的重要內(nèi)容：從比賽裝備，到科學(xué)訓(xùn)練、技能優(yōu)化，再到氣象、醫(yī)療等全方位保障……如今，一項(xiàng)項(xiàng)“黑科技”正在或即將運(yùn)用于我國(guó)冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的訓(xùn)練和比賽中，助力運(yùn)動(dòng)員在冰雪賽場(chǎng)上更快、更強(qiáng)。在國(guó)際體壇競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的當(dāng)下，運(yùn)動(dòng)員比賽服早已不僅僅只是一件“衣服”。

冰雪運(yùn)動(dòng)是一個(gè)典型的人機(jī)環(huán)境耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，北京服裝學(xué)院組織跨學(xué)科科研團(tuán)隊(duì)，服務(wù)于21支冰雪國(guó)家隊(duì)的訓(xùn)練比賽服裝研發(fā)。2021年3月，9個(gè)運(yùn)動(dòng)基地的400余名國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的三維量體工作拉開(kāi)序幕。通過(guò)大型測(cè)量設(shè)備和手持類三維掃描儀，追蹤運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，細(xì)化研究運(yùn)動(dòng)員的皮膚伸展規(guī)律，進(jìn)而精細(xì)化設(shè)計(jì)比賽服的結(jié)構(gòu)以最大程度符合運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作規(guī)律。同時(shí)，有關(guān)運(yùn)動(dòng)員的人體關(guān)鍵指標(biāo)及體型特征被精準(zhǔn)記錄下來(lái)，為冬奧會(huì)比賽服的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。以往中國(guó)冰雪高水平運(yùn)動(dòng)員比賽服大多需要從國(guó)外進(jìn)口，現(xiàn)在北京服裝學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)打破了比賽服依賴進(jìn)口的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了超世界水平的“中國(guó)造”。當(dāng)前科研團(tuán)隊(duì)成果現(xiàn)已經(jīng)歷奧運(yùn)測(cè)試賽、年度世界杯和世錦賽等檢驗(yàn)，除了系統(tǒng)化研究冬季項(xiàng)目比賽服的功效機(jī)理外，在“快、護(hù)、暖、美”四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上都有顯著突破。

競(jìng)速類項(xiàng)目比賽服通過(guò)科學(xué)化設(shè)計(jì)面料組織結(jié)構(gòu)、服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)最佳姿態(tài)運(yùn)動(dòng)板型適體度，實(shí)現(xiàn)跨尺度協(xié)同減阻，有效降低阻力，幫助運(yùn)動(dòng)員提升賽場(chǎng)表現(xiàn)。通過(guò)參考中國(guó)運(yùn)動(dòng)員體型特征、訓(xùn)練及比賽環(huán)境等，運(yùn)用流體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)構(gòu)建三維空氣動(dòng)力模型，在全球范圍內(nèi)篩選并自主研發(fā)減阻面料共計(jì)150余種，北京服裝學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)減阻服裝結(jié)構(gòu)110余種，通過(guò)800小時(shí)以上的風(fēng)洞綜合驗(yàn)證，定制符合中國(guó)運(yùn)動(dòng)員體型和技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)的“最佳運(yùn)動(dòng)姿態(tài)”比賽服。從項(xiàng)目階段性研發(fā)成果看，速度滑冰、短道速滑比賽服比現(xiàn)役服裝減阻超10%，高山滑雪、鋼架雪車(chē)等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績(jī)也有顯著提升。

速度滑冰比賽服的研發(fā)是歷時(shí)兩年才啃下來(lái)的“硬骨頭”。中國(guó)速度滑冰隊(duì)運(yùn)動(dòng)員、平昌冬奧會(huì)速度滑冰男子500米銅牌得主高亭宇的賽服制作從模型入手到面料制造，曾經(jīng)對(duì)比過(guò)56種服裝結(jié)構(gòu)，單是帽型就做了21種，并篩選出最適合中國(guó)運(yùn)動(dòng)員技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)的比賽服結(jié)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)員比賽服是由多種面料組成的，結(jié)構(gòu)上要適度分割。2021年9月26日，高亭宇在新疆烏魯木齊舉行的2021—2022中國(guó)杯速度滑冰精英聯(lián)賽中以33秒83的成績(jī)刷新了他個(gè)人保持的速度滑冰男子500米全國(guó)紀(jì)錄，創(chuàng)造了目前為止本賽季速度滑冰男子500米的世界最好成績(jī)，而33秒83的成績(jī)也是全世界速度滑冰男子500米項(xiàng)目的歷史第三。高亭宇在這場(chǎng)比賽上穿的正是科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的第七版樣衣，但就是這件集合了所有科技亮點(diǎn)的樣衣助力選手取得了好成績(jī)。北京時(shí)間2021年11月14日凌晨結(jié)束的2021—2022國(guó)際滑聯(lián)速度滑冰世界杯波蘭站男子500米比賽中，高亭宇以34秒265的成績(jī)?yōu)橹袊?guó)隊(duì)奪得一枚金牌，打破了世界紀(jì)錄保持者、俄羅斯名將庫(kù)利日尼科夫在該場(chǎng)地保持的34秒67的場(chǎng)地紀(jì)錄。

“快、護(hù)、暖、美”是冬奧備戰(zhàn)服裝設(shè)計(jì)的四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目速度高、環(huán)境復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)員損傷風(fēng)險(xiǎn)較大，主要有沖撞和刺割兩類損傷，多個(gè)研發(fā)單位聯(lián)合攻堅(jiān)這一課題。采用復(fù)合紗線技術(shù)，將兩種性能的紗線復(fù)合，使得所織造的面料超強(qiáng)、超韌、超彈，具備防切割性能，面料防切割等級(jí)滿足國(guó)際滑冰聯(lián)盟（ISU）要求。針對(duì)高山滑雪運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練比賽中因旗門(mén)反彈造成抽打損傷情況，科研團(tuán)隊(duì)使用新型材料設(shè)計(jì)柱型陣列護(hù)具結(jié)構(gòu)，已制成專項(xiàng)防護(hù)裝備應(yīng)用于高山滑雪、自由式滑雪大跳臺(tái)隊(duì)日常訓(xùn)練。短道速滑比賽服則全身使用防切割面料，全面保護(hù)運(yùn)動(dòng)員身體，同時(shí)研制肌肉壓縮、服裝減阻功能。當(dāng)前，短道速滑比賽服高彈防切割面料的防切割性能提高了20%—30%。北京時(shí)間2021年11月28日，在2021—2022賽季國(guó)際滑聯(lián)短道速滑世界杯荷蘭站比賽中，短道速滑運(yùn)動(dòng)員任子威以2分20秒352的成績(jī)奪得男子1500米冠軍。

實(shí)際上，保暖是冬季項(xiàng)目比賽服中最“不受關(guān)注”的部分。原因有三：一是競(jìng)技運(yùn)動(dòng)賽前都有熱身，肌肉已處于活躍狀態(tài)，除長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)以外，比賽時(shí)間短短幾分鐘的過(guò)程，身體還沒(méi)傳導(dǎo)完全，不需要保暖，而運(yùn)動(dòng)員在長(zhǎng)距離項(xiàng)目比賽中會(huì)逐漸釋放大量的熱量，不必?fù)?dān)心凍傷；二是如高山滑雪類項(xiàng)目，國(guó)際雪聯(lián)對(duì)比賽服的透風(fēng)性等參數(shù)有嚴(yán)格規(guī)定；三是所有競(jìng)技運(yùn)動(dòng)都是以成績(jī)?yōu)閷?dǎo)向，一切阻礙成績(jī)獲得的設(shè)計(jì)都會(huì)被認(rèn)為是無(wú)效設(shè)計(jì)。但是，賽前、賽后、日常保障保暖非常重要。2020—2021賽季的冬天是近40年最冷的冬天，訓(xùn)練基地溫度在零下20℃以下，海拔較高的地方體感能低至零下30℃，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練受到影響?？蒲袌F(tuán)隊(duì)從新型保暖纖維研發(fā)、智能加熱材料和技術(shù)兩方面入手，突破傳統(tǒng)纖維直徑難以細(xì)化的瓶頸，立足冬季訓(xùn)練，研發(fā)出獨(dú)特的仿鵝絨微納米分形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效環(huán)保生產(chǎn)。團(tuán)隊(duì)為雪上項(xiàng)目研發(fā)了“堡壘”綜合保暖裝備，設(shè)計(jì)了針對(duì)女性運(yùn)動(dòng)員的戶外加熱坐墊、保持體能的加熱T恤、加熱馬甲，針對(duì)鋼架雪車(chē)項(xiàng)目方便穿脫的“快拆熱褲”?！氨尽钡木C合保暖系統(tǒng)羽絨服，集防風(fēng)、防水、透氣、耐磨多功能高效保暖于一體，通過(guò)智能主動(dòng)加熱技術(shù)，保障穿著人員在零下30℃環(huán)境下可持續(xù)作業(yè)8小時(shí)以上。目前向國(guó)家隊(duì)綜合提供1600余套保暖裝備，針對(duì)體能保持使用，全面覆蓋冬奧國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員。

技巧類項(xiàng)目比賽服面向空中技巧、花樣滑冰等表現(xiàn)“難—美”類項(xiàng)群，結(jié)合服裝數(shù)字化動(dòng)態(tài)三維人體虛擬試衣技術(shù)，構(gòu)建服裝視覺(jué)影響因素與競(jìng)技性表現(xiàn)評(píng)價(jià)關(guān)系模型?；踊?xiàng)目探索并融合多種服裝高級(jí)定制元素，形成了適合中國(guó)的花樣滑冰比賽服設(shè)計(jì)定制體系，提升了藝術(shù)表現(xiàn)力，充分展現(xiàn)了國(guó)家形象。

2019年花樣滑冰世錦賽期間，中國(guó)花樣滑冰隊(duì)開(kāi)始與北京服裝學(xué)院合作。此后，北京服裝學(xué)院組建了一個(gè)專門(mén)的設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)對(duì)接國(guó)家花滑隊(duì)的需要，并逐漸深入冰雪項(xiàng)目中去。短短幾年時(shí)間，為國(guó)家花樣滑冰隊(duì)提供比賽服設(shè)計(jì)方案超過(guò)900套，制作比賽服100余套、表演服100余套，助力運(yùn)動(dòng)員獲得世界級(jí)比賽獎(jiǎng)牌達(dá)24塊之多。2019年在國(guó)際最大主流花滑論壇Golden Skating中獲評(píng)“最佳比賽服”（Best Costume）。

2021年12月，距離北京冬奧會(huì)只有一個(gè)多月的時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員們正在做最后的沖刺訓(xùn)練，科研團(tuán)隊(duì)正在緊鑼密鼓地對(duì)北京冬奧會(huì)比賽服最后設(shè)計(jì)調(diào)試。預(yù)祝運(yùn)動(dòng)員們?cè)凇爸袊?guó)造”冬奧戰(zhàn)衣的助力下取得更好的戰(zhàn)績(jī)！