快护暖美：“中国造”战衣助阵冬奥

文/于思佳 刘莉

（作者单位：北京服装学院）

为做好北京2022年冬奥会备战参赛工作，加快冰雪运动普及和提高，2019年北京服装学院科研团队获批国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冬季运动与训练比赛高性能服装研发关键技术”项目。北京服装学院作为牵头单位，联合东华大学、上海体育学院、安踏（中国）有限公司、清华大学、天津工业大学、武汉体育学院、探路者控股集团股份有限公司、广东德润纺织有限公司、吉祥三宝高科纺织有限公司共十家单位开展技术攻关，该项目得到科学技术部、国家体育总局大力支持。

国家体育总局冬季运动管理中心与北京服装学院共建国家冬季运动服装装备研发中心，建立了跨学科的冬季项目训练与比赛服装材料选型、功能设计、样衣制作、工效分析于一体的科教融合平台，培养一批了解中国竞技体育比赛项目、熟悉中国专业服装装备制造企业、掌握“人—机—环”科学设计方法和研制技术的高层次工程技术与设计人才，实现冬季运动高性能服装国产化，助力冬季项目国家队运动员竞技表现提升，促进专业装备企业核心竞争力提升，推动冬季运动服装产业链发展，带动大众冰雪产业发展。经过几年的努力，研究内容涉及纺织科学与工程、服装设计与工程、机械工程（摩擦学）、热物理、生物力学、体育科学六个学科，解决“快、护、暖、美”四个关键技术问题，实现竞速类项目服装、防护材料及装备、耐低温保障材料和服装技巧类项目服装四类产品创新。

竞赛场上，0.01秒或者0.01米的优势，都能决定冠军的归属。身处金字塔尖的运动员，若想取得傲人的成绩，自身的努力固然非常重要，科技创新的力量也不容忽视。科技不仅能让运动员提高备战训练水平，更能在赛场上获得事半功倍的效果。

那么，在科技日新月异的今天，有哪些高科技能助运动员一臂之力？这正是“科技冬奥”重点专项攻关的重要内容：从比赛装备，到科学训练、技能优化，再到气象、医疗等全方位保障……如今，一项项“黑科技”正在或即将运用于我国冬季运动项目的训练和比赛中，助力运动员在冰雪赛场上更快、更强。在国际体坛竞争日益激烈的当下，运动员比赛服早已不仅仅只是一件“衣服”。

冰雪运动是一个典型的人机环境耦合的复杂系统，北京服装学院组织跨学科科研团队，服务于21支冰雪国家队的训练比赛服装研发。2021年3月，9个运动基地的400余名国家队运动员的三维量体工作拉开序幕。通过大型测量设备和手持类三维扫描仪，追踪运动员的动作，细化研究运动员的皮肤伸展规律，进而精细化设计比赛服的结构以最大程度符合运动员的动作规律。同时，有关运动员的人体关键指标及体型特征被精准记录下来，为冬奥会比赛服的设计提供数据支撑。以往中国冰雪高水平运动员比赛服大多需要从国外进口，现在北京服装学院科研团队打破了比赛服依赖进口的状态，实现了超世界水平的“中国造”。当前科研团队成果现已经历奥运测试赛、年度世界杯和世锦赛等检验，除了系统化研究冬季项目比赛服的功效机理外，在“快、护、暖、美”四项关键技术上都有显著突破。

竞速类项目比赛服通过科学化设计面料组织结构、服装结构设计，增强最佳姿态运动板型适体度，实现跨尺度协同减阻，有效降低阻力，帮助运动员提升赛场表现。通过参考中国运动员体型特征、训练及比赛环境等，运用流体动力学仿真技术构建三维空气动力模型，在全球范围内筛选并自主研发减阻面料共计150余种，北京服装学院科研团队设计减阻服装结构110余种，通过800小时以上的风洞综合验证，定制符合中国运动员体型和技战术特点的“最佳运动姿态”比赛服。从项目阶段性研发成果看，速度滑冰、短道速滑比赛服比现役服装减阻超10%，高山滑雪、钢架雪车等运动项目成绩也有显著提升。

速度滑冰比赛服的研发是历时两年才啃下来的“硬骨头”。中国速度滑冰队运动员、平昌冬奥会速度滑冰男子500米铜牌得主高亭宇的赛服制作从模型入手到面料制造，曾经对比过56种服装结构，单是帽型就做了21种，并筛选出最适合中国运动员技战术特点的比赛服结构。运动员比赛服是由多种面料组成的，结构上要适度分割。2021年9月26日，高亭宇在新疆乌鲁木齐举行的2021—2022中国杯速度滑冰精英联赛中以33秒83的成绩刷新了他个人保持的速度滑冰男子500米全国纪录，创造了目前为止本赛季速度滑冰男子500米的世界最好成绩，而33秒83的成绩也是全世界速度滑冰男子500米项目的历史第三。高亭宇在这场比赛上穿的正是科研团队研发的第七版样衣，但就是这件集合了所有科技亮点的样衣助力选手取得了好成绩。北京时间2021年11月14日凌晨结束的2021—2022国际滑联速度滑冰世界杯波兰站男子500米比赛中，高亭宇以34秒265的成绩为中国队夺得一枚金牌，打破了世界纪录保持者、俄罗斯名将库利日尼科夫在该场地保持的34秒67的场地纪录。

“快、护、暖、美”是冬奥备战服装设计的四个关键技术

冬季运动项目速度高、环境复杂，运动员损伤风险较大，主要有冲撞和刺割两类损伤，多个研发单位联合攻坚这一课题。采用复合纱线技术，将两种性能的纱线复合，使得所织造的面料超强、超韧、超弹，具备防切割性能，面料防切割等级满足国际滑冰联盟（ISU）要求。针对高山滑雪运动员在训练比赛中因旗门反弹造成抽打损伤情况，科研团队使用新型材料设计柱型阵列护具结构，已制成专项防护装备应用于高山滑雪、自由式滑雪大跳台队日常训练。短道速滑比赛服则全身使用防切割面料，全面保护运动员身体，同时研制肌肉压缩、服装减阻功能。当前，短道速滑比赛服高弹防切割面料的防切割性能提高了20%—30%。北京时间2021年11月28日，在2021—2022赛季国际滑联短道速滑世界杯荷兰站比赛中，短道速滑运动员任子威以2分20秒352的成绩夺得男子1500米冠军。

实际上，保暖是冬季项目比赛服中最“不受关注”的部分。原因有三：一是竞技运动赛前都有热身，肌肉已处于活跃状态，除长距离运动以外，比赛时间短短几分钟的过程，身体还没传导完全，不需要保暖，而运动员在长距离项目比赛中会逐渐释放大量的热量，不必担心冻伤；二是如高山滑雪类项目，国际雪联对比赛服的透风性等参数有严格规定；三是所有竞技运动都是以成绩为导向，一切阻碍成绩获得的设计都会被认为是无效设计。但是，赛前、赛后、日常保障保暖非常重要。2020—2021赛季的冬天是近40年最冷的冬天，训练基地温度在零下20℃以下，海拔较高的地方体感能低至零下30℃，运动员训练受到影响。科研团队从新型保暖纤维研发、智能加热材料和技术两方面入手，突破传统纤维直径难以细化的瓶颈，立足冬季训练，研发出独特的仿鹅绒微纳米分形结构，实现高效环保生产。团队为雪上项目研发了“堡垒”综合保暖装备，设计了针对女性运动员的户外加热坐垫、保持体能的加热T恤、加热马甲，针对钢架雪车项目方便穿脱的“快拆热裤”。“堡垒”的综合保暖系统羽绒服，集防风、防水、透气、耐磨多功能高效保暖于一体，通过智能主动加热技术，保障穿着人员在零下30℃环境下可持续作业8小时以上。目前向国家队综合提供1600余套保暖装备，针对体能保持使用，全面覆盖冬奥国家队运动员。

技巧类项目比赛服面向空中技巧、花样滑冰等表现“难—美”类项群，结合服装数字化动态三维人体虚拟试衣技术，构建服装视觉影响因素与竞技性表现评价关系模型。花样滑冰项目探索并融合多种服装高级定制元素，形成了适合中国的花样滑冰比赛服设计定制体系，提升了艺术表现力，充分展现了国家形象。

2019年花样滑冰世锦赛期间，中国花样滑冰队开始与北京服装学院合作。此后，北京服装学院组建了一个专门的设计研发团队来对接国家花滑队的需要，并逐渐深入冰雪项目中去。短短几年时间，为国家花样滑冰队提供比赛服设计方案超过900套，制作比赛服100余套、表演服100余套，助力运动员获得世界级比赛奖牌达24块之多。2019年在国际最大主流花滑论坛Golden Skating中获评“最佳比赛服”（Best Costume）。

2021年12月，距离北京冬奥会只有一个多月的时间，运动员们正在做最后的冲刺训练，科研团队正在紧锣密鼓地对北京冬奥会比赛服最后设计调试。预祝运动员们在“中国造”冬奥战衣的助力下取得更好的战绩！