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【新华社客户端】黑科技!冬奥运动员的滑雪头盔,原来是火箭外壳技术制造

时间:2022-01-05   来源:新华社      

【原标题】航天科技赋能滑雪头盔 防护性能高出欧洲标准20%

科技对北京冬奥会的助力体现在训练、装备等各个方面,大连理工大学的科研团队,经过一年多研发出来了一款高性能滑雪头盔,现在已经在雪上空中技巧项目的训练中投入使用。这个头盔可不一般,它借助了我国体积最大的大火箭“胖五”的外壳制造技术。

这个头盔就是大连理工大学团队在国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项的支持下,经过一年多研发出来的高性能滑雪头盔,已经通过欧洲滑雪头盔安全标准测试。它的重量只有700克左右,在不大幅增加厚度和重量的前提下,防护性能比欧洲标准还高出至少20%。

大连理工大学运载工程与力学学部教授 郝鹏:我们运用曲线加筋变刚度的设计技术,大家可以看到这个外壳内壳里边是有大量的曲线加筋的布局设计。加筋可以很好地去改善头盔受到冲击载荷以后的传力路径,这样就使得头盔抗冲击效率就能更高,对我们运动员就形成了一个很好的保护。

这项航天薄壁结构设计黑科技,来源于大连理工大学“结构强度与轻量化设计国防科技创新”团队十几年的技术积累,此前他们利用这项技术为长征五号运载火箭“胖五”减重1145公斤。这次用航天科技助力冬奥,头盔外壳和火箭中常见的曲面壁板类似,都要做到“四两拨千斤”的效果。但不一样的是,头盔颠覆了火箭在规则圆柱面上直线加筋的设计,有了异形曲面新的技术突破。

大连理工大学运载工程与力学学部教授 郝鹏:每一根曲筋就会带来七个设计变量,那么这样一组曲筋可能是数十根曲筋,怎么去布局它,它的宽度是多少,截面是多少,都需要做到一个极致的优化,我们做了变量凝聚等等技术突破。应该说,这是在优化算法层次上的一些突破。

在头盔材料方面,科研团队在大量测试后,使用碳纤维、玻璃纤维、弹性体三种成分合成的新材料,在维持冲击韧度不变的情况下,能让头盔的刚度提高4倍、拉伸强度提高3倍。此外,考虑到亚洲人的头型“偏圆”,研究团队还搜集了大量我国国家队队员的头围数据,开展定制化的设计,提高了中国运动员长时间佩戴的舒适度。目前,已经用于保障我国雪上空中技巧专业队的训练。

大连理工大学运载工程与力学学部教授 李晓杰:把力学的概念整体用在了体育运动上,对我们学校来讲也是头一次。自主创新、科技冬奥是未来一个非常好的探索方向。

大连理工大学运载工程与力学学部教授 郝鹏:这样一个攻关经历也会给我们航天装备的研发带来一些新的启示,我们也希望将来把这项技术再用回到航天装备的研发当中。

原文链接:https://xhpfmapi.xinhuaxmt.com/vh512/share/10508766


编辑:于舒雯   
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