快護暖美：“中國造”戰衣助陣冬奧

文/于思佳 劉莉

（作者單位：北京服裝學院）

為做好北京2022年冬奧會備戰參賽工作，加快冰雪運動普及和提高，2019年北京服裝學院科研團隊獲批國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項“冬季運動與訓練比賽高性能服裝研發關鍵技術”項目。北京服裝學院作為牽頭單位，聯合東華大學、上海體育學院、安踏（中國）有限公司、清華大學、天津工業大學、武漢體育學院、探路者控股集團股份有限公司、廣東德潤紡織有限公司、吉祥三寶高科紡織有限公司共十家單位開展技術攻關，該項目得到科學技術部、國家體育總局大力支持。

國家體育總局冬季運動管理中心與北京服裝學院共建國家冬季運動服裝裝備研發中心，建立了跨學科的冬季項目訓練與比賽服裝材料選型、功能設計、樣衣制作、工效分析于一體的科教融合平臺，培養一批了解中國競技體育比賽項目、熟悉中國專業服裝裝備制造企業、掌握“人—機—環”科學設計方法和研制技術的高層次工程技術與設計人才，實現冬季運動高性能服裝國產化，助力冬季項目國家隊運動員競技表現提升，促進專業裝備企業核心競爭力提升，推動冬季運動服裝產業鏈發展，帶動大眾冰雪產業發展。經過幾年的努力，研究內容涉及紡織科學與工程、服裝設計與工程、機械工程（摩擦學）、熱物理、生物力學、體育科學六個學科，解決“快、護、暖、美”四個關鍵技術問題，實現競速類項目服裝、防護材料及裝備、耐低溫保障材料和服裝技巧類項目服裝四類產品創新。

競賽場上，0.01秒或者0.01米的優勢，都能決定冠軍的歸屬。身處金字塔尖的運動員，若想取得傲人的成績，自身的努力固然非常重要，科技創新的力量也不容忽視?？萍疾粌H能讓運動員提高備戰訓練水平，更能在賽場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動員一臂之力？這正是“科技冬奧”重點專項攻關的重要內容：從比賽裝備，到科學訓練、技能優化，再到氣象、醫療等全方位保障……如今，一項項“黑科技”正在或即將運用于我國冬季運動項目的訓練和比賽中，助力運動員在冰雪賽場上更快、更強。在國際體壇競爭日益激烈的當下，運動員比賽服早已不僅僅只是一件“衣服”。

冰雪運動是一個典型的人機環境耦合的復雜系統，北京服裝學院組織跨學科科研團隊，服務于21支冰雪國家隊的訓練比賽服裝研發。2021年3月，9個運動基地的400余名國家隊運動員的三維量體工作拉開序幕。通過大型測量設備和手持類三維掃描儀，追蹤運動員的動作，細化研究運動員的皮膚伸展規律，進而精細化設計比賽服的結構以最大程度符合運動員的動作規律。同時，有關運動員的人體關鍵指標及體型特征被精準記錄下來，為冬奧會比賽服的設計提供數據支撐。以往中國冰雪高水平運動員比賽服大多需要從國外進口，現在北京服裝學院科研團隊打破了比賽服依賴進口的狀態，實現了超世界水平的“中國造”。當前科研團隊成果現已經歷奧運測試賽、年度世界杯和世錦賽等檢驗，除了系統化研究冬季項目比賽服的功效機理外，在“快、護、暖、美”四項關鍵技術上都有顯著突破。

競速類項目比賽服通過科學化設計面料組織結構、服裝結構設計，增強最佳姿態運動板型適體度，實現跨尺度協同減阻，有效降低阻力，幫助運動員提升賽場表現。通過參考中國運動員體型特征、訓練及比賽環境等，運用流體動力學仿真技術構建三維空氣動力模型，在全球范圍內篩選并自主研發減阻面料共計150余種，北京服裝學院科研團隊設計減阻服裝結構110余種，通過800小時以上的風洞綜合驗證，定制符合中國運動員體型和技戰術特點的“最佳運動姿態”比賽服。從項目階段性研發成果看，速度滑冰、短道速滑比賽服比現役服裝減阻超10%，高山滑雪、鋼架雪車等運動項目成績也有顯著提升。

速度滑冰比賽服的研發是歷時兩年才啃下來的“硬骨頭”。中國速度滑冰隊運動員、平昌冬奧會速度滑冰男子500米銅牌得主高亭宇的賽服制作從模型入手到面料制造，曾經對比過56種服裝結構，單是帽型就做了21種，并篩選出最適合中國運動員技戰術特點的比賽服結構。運動員比賽服是由多種面料組成的，結構上要適度分割。2021年9月26日，高亭宇在新疆烏魯木齊舉行的2021—2022中國杯速度滑冰精英聯賽中以33秒83的成績刷新了他個人保持的速度滑冰男子500米全國紀錄，創造了目前為止本賽季速度滑冰男子500米的世界最好成績，而33秒83的成績也是全世界速度滑冰男子500米項目的歷史第三。高亭宇在這場比賽上穿的正是科研團隊研發的第七版樣衣，但就是這件集合了所有科技亮點的樣衣助力選手取得了好成績。北京時間2021年11月14日凌晨結束的2021—2022國際滑聯速度滑冰世界杯波蘭站男子500米比賽中，高亭宇以34秒265的成績為中國隊奪得一枚金牌，打破了世界紀錄保持者、俄羅斯名將庫利日尼科夫在該場地保持的34秒67的場地紀錄。

“快、護、暖、美”是冬奧備戰服裝設計的四個關鍵技術

冬季運動項目速度高、環境復雜，運動員損傷風險較大，主要有沖撞和刺割兩類損傷，多個研發單位聯合攻堅這一課題。采用復合紗線技術，將兩種性能的紗線復合，使得所織造的面料超強、超韌、超彈，具備防切割性能，面料防切割等級滿足國際滑冰聯盟（ISU）要求。針對高山滑雪運動員在訓練比賽中因旗門反彈造成抽打損傷情況，科研團隊使用新型材料設計柱型陣列護具結構，已制成專項防護裝備應用于高山滑雪、自由式滑雪大跳臺隊日常訓練。短道速滑比賽服則全身使用防切割面料，全面保護運動員身體，同時研制肌肉壓縮、服裝減阻功能。當前，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%。北京時間2021年11月28日，在2021—2022賽季國際滑聯短道速滑世界杯荷蘭站比賽中，短道速滑運動員任子威以2分20秒352的成績奪得男子1500米冠軍。

實際上，保暖是冬季項目比賽服中最“不受關注”的部分。原因有三：一是競技運動賽前都有熱身，肌肉已處于活躍狀態，除長距離運動以外，比賽時間短短幾分鐘的過程，身體還沒傳導完全，不需要保暖，而運動員在長距離項目比賽中會逐漸釋放大量的熱量，不必擔心凍傷；二是如高山滑雪類項目，國際雪聯對比賽服的透風性等參數有嚴格規定；三是所有競技運動都是以成績為導向，一切阻礙成績獲得的設計都會被認為是無效設計。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℃，運動員訓練受到影響?？蒲袌F隊從新型保暖纖維研發、智能加熱材料和技術兩方面入手，突破傳統纖維直徑難以細化的瓶頸，立足冬季訓練，研發出獨特的仿鵝絨微納米分形結構，實現高效環保生產。團隊為雪上項目研發了“堡壘”綜合保暖裝備，設計了針對女性運動員的戶外加熱坐墊、保持體能的加熱T恤、加熱馬甲，針對鋼架雪車項目方便穿脫的“快拆熱褲”。“堡壘”的綜合保暖系統羽絨服，集防風、防水、透氣、耐磨多功能高效保暖于一體，通過智能主動加熱技術，保障穿著人員在零下30℃環境下可持續作業8小時以上。目前向國家隊綜合提供1600余套保暖裝備，針對體能保持使用，全面覆蓋冬奧國家隊運動員。

技巧類項目比賽服面向空中技巧、花樣滑冰等表現“難—美”類項群，結合服裝數字化動態三維人體虛擬試衣技術，構建服裝視覺影響因素與競技性表現評價關系模型?；踊椖刻剿鞑⑷诤隙喾N服裝高級定制元素，形成了適合中國的花樣滑冰比賽服設計定制體系，提升了藝術表現力，充分展現了國家形象。

2019年花樣滑冰世錦賽期間，中國花樣滑冰隊開始與北京服裝學院合作。此后，北京服裝學院組建了一個專門的設計研發團隊來對接國家花滑隊的需要，并逐漸深入冰雪項目中去。短短幾年時間，為國家花樣滑冰隊提供比賽服設計方案超過900套，制作比賽服100余套、表演服100余套，助力運動員獲得世界級比賽獎牌達24塊之多。2019年在國際最大主流花滑論壇Golden Skating中獲評“最佳比賽服”（Best Costume）。

2021年12月，距離北京冬奧會只有一個多月的時間，運動員們正在做最后的沖刺訓練，科研團隊正在緊鑼密鼓地對北京冬奧會比賽服最后設計調試。預祝運動員們在“中國造”冬奧戰衣的助力下取得更好的戰績！