科普知識：減阻、防割、吸能……冬奧運動員的"戰袍"中竟然有這么多高科技！

發布時間：2021-12-22 16:40:59    點擊數：

1.快

冬奧會競速類的項目，為了最大限度地提高運功員的速度，這些運動員大都是穿緊身運動服。而運動員對緊身衣的主要要求就是減阻。單個運動員的空氣阻力包括摩擦阻力與壓差阻力。

減阻效果受比賽服裝面料的影響�？諝鈩恿�學中，一般用阻力系數來判斷布料的減阻性能，阻力系數越大，受到的阻力越大，減阻效果越不好。而阻力系數又與布料的氣動阻力成正比。這樣看來，布料的氣動阻力越小，阻力系數越小，運動受到的阻力也越小，那這塊布料的減阻效果也越好。

氣動阻力 =1/2阻力系數×氣體密度×迎風面積投影×氣流速度2

科學家們通過開展面料空氣摩擦阻力研究、風洞試驗等，模擬各比賽項目的場景和風速、運動員的比賽姿態，對不同材質的服裝面料進行探究，從它的空氣摩擦阻力、氣動阻力系數等指標來判斷這塊布料是不是具有良好的減阻效果。

以速度滑冰緊身服為例，面料采用類似高爾夫球上的蜂窩結構的粗糙紋理結構，可以減少尾流的湍流現象，從而達到減阻效果。打個比方，高爾夫球和乒乓球，將它們用同樣的力甩出去，高爾夫球能飛得更遠，一是因為高爾夫球的質量比乒乓球大，二是高爾夫球表面粗糙，阻力較小。不信，可以甩乒乓球試一試，將它大力甩出去，乒乓球不是直著飛出去的，而且你想要它直著飛出去，就要使勁投擲。因為乒乓球表面光滑，它在空氣中運動時會產生尾流湍流現象，所以受到空氣阻力較大。而高爾夫球表面凹凸不平，避免在空氣中運動是出現尾流的湍流現象，所以受到的空氣阻力也較小。

其實，一件好的緊身服裝可以減少運動中的軟組織振動，在運動員做一些轉向、跳躍等高速、高沖擊力的動作時，壓縮性較好的緊身服可以緊緊地包裹住軟組織和肌肉，減少它們的晃動，從而減少運動員的軟組織或肌肉損傷。同時，適當并合理分布的服裝壓力，有利于減少不必要的肌肉振動，從而運動員可以減少體能消耗，有助于提升速度。

2.護

冬奧會的項目大多具有沖撞性。像速度滑冰，冰刀要比普通冰刀長。稍不留神運動員就會受傷。高山滑雪項目也充滿了各種危險。因此，對沖撞性項目的運動服，要特別注意“護”。

在高山滑雪項目中，運動員被要求穿過旗門，這樣就會不可避免地產生一些沖撞，很多運動員的四肢經常被旗門的軟桿抽打出現淤青。在最新研發的高山滑雪訓練防護服里，就采用新型柱狀排列式抗沖擊結構和新型吸能緩震材料。這種材料的面料可以有效減緩沖擊，緩解運動員穿越旗門時受到的抽打。

3.暖

因為是在冰雪上比賽，我們不得不考慮運動員保暖的問題�？蒲腥藛T思來想去，尋找到了兩種方法。一是從衣服面料下手，提升纖維的保暖率；二是利用主動加熱技術，將電能轉化為熱能，所以運動員衣服里裝電池可真不是一句玩笑話。在賽前、賽后和日常，我們的科研人員研發了“堡壘”綜合保暖系統，給運動員的衣服上裝上電池。

但是，對于競速類項目來說，暖是科研人員放在最后考慮的問題。而且有的項目，如高山滑雪，它是要求衣服面料必須達到一定透氣性才被允許穿上場。因為對于比賽來講，運動員在上場之前已經熱好身了，在賽場上他們只需要不受傷害，一直往前沖沖沖。比賽過程一般進行的較快，寒冷對運動員來講影響并不大。所以當“快”和“護”與“熱”有沖突時，科研人員會優先考慮“快”和“護”。

4.美

對于冬奧會運動員的服裝，大家第一反應可能是：衣服設計的漂亮不加分，衣服就是給觀眾看的。其實不是，在比賽中，賽服的美觀有時也會給運動員加分。例如在自由式空中滑雪技巧中，運動員在騰空時，衣服的美觀會影響評委的打分。特別是衣服的色彩、圖案都有可能影響著比賽成績。當然也有人表示，不想再看到番茄炒蛋經典配色了。我們都希望2022年冬奧會上的服裝可以是美麗、新穎、新潮的。

對此，設計師劉延嶺表示：在服裝版型上，將會更加時尚化，往國潮方向看起；在設計上，將會更加現代化，也許會采用更加現代化和抽象化的圖形；而在顏色和搭配上，將會挑選更加靚麗的色彩，體現我們獨特的國韻。

來源：數字北京科學中心、科普中國網

編輯：胡曉瑩

審核：張亞東