為了北京冬奧賽場上的0.01 秒
——記北京服裝學院教授劉莉冬奧服裝科研團隊

□婁敏

“對于競速項目來講，0.01 秒就會決定一塊獎牌的歸屬?！边@是北京服裝學院教授劉莉帶領團隊經過三年時間備戰(zhàn)北京2022 冬奧會由衷的感慨。

在這場令世界矚目的冬奧會上，有奮力拼搏的運動員、有熱忱奉獻的志愿者，還有科技服務保障的“冰雪科學家”，是他們匯聚了一股勇往直前、攻堅克難的磅礴力量，構建起冰天雪地的精彩賽場。透過奧林匹克這扇窗口，讓世人看到了祖國強大的實力，一次次突破、一個個獎牌、一項項記錄，創(chuàng)造著新的歷史。

臨危受命迎接新挑戰(zhàn)

2015年7月，中國成功申辦2022年冬奧會，因此北京成為了世界唯一的“雙奧之城”。眾所周知，冬季運動強國大多分布在歐洲、北美，中國的冬季運動起步晚，普及度也相對低，而中國冬季運動員的裝備基本都是靠外國贊助。在“綠色冬奧、科技冬奧、人文冬奧”的理念中，“科技冬奧”成為國家申辦成功以來推進力度最大的一項工作，以攻克一批關鍵核心技術、示范一批前沿引領技術、轉化一批綠色低碳技術作為備戰(zhàn)冬奧的奮斗目標，力爭把中國的體育科技推向世界高峰。

2019年8月，北京服裝學院接到上級任務，作為牽頭單位參與國家重點研發(fā)計劃“冬季運動與訓練比賽高性能服裝研發(fā)關鍵技術”項目。因此，北京服裝學院教授劉莉臨危受命，作為該重點研發(fā)項目的負責人，組建研發(fā)團隊為參加北京2022 冬奧會的中國運動員設計冬奧“戰(zhàn)衣”。

“接到任務初，自身壓力非常大，面對時間緊迫、任務重大的客觀條件，說實話，當時除了勇氣其他的還真不敢奢望。按照服裝學的理論，組建團隊成了最棘手的工作?！眲⒗蛑v最初的情形。

劉莉是從10 個單位組建起研發(fā)團隊的，有近200名科研人員參與。后來因為項目的延展，需要有30 多個跨學科的相關單位共同參與才能保證任務的完成。現如今的科研團隊不僅有紡織科學與工程、服裝設計與工程、機械工程（摩擦學）、熱物理學、生物力學、體育科學六個學科，還有藝術設計學的專家也加入進來?！拔覀冞@個團隊最主要的任務是以攻克‘快、護、暖、美’ 四個關鍵技術，實現為國家隊‘戰(zhàn)衣’ 的個性化和科學化定制，全面協(xié)助提升我國冬季項目國家隊參賽水平。”這是劉莉給團隊科研人員說得最多的話。

攻克難關與時間賽跑

“我們要在短短的三年內從對這個領域不熟悉，到要拿出最優(yōu)秀的成果來裝備國家隊，就需要時刻與時間賽跑。”劉莉講，“目前國內面向冬季運動的裝備研發(fā)基本是零散、不成體系的。這就需要我?guī)ьI團隊深入行業(yè)調研，總結出項目的關鍵節(jié)點，攻克難關才能達到事半功倍地完成任務。”

古語“知己知彼，百戰(zhàn)百勝”，劉莉深知這個道理。個性化和科學化定制中國冬奧健兒的“戰(zhàn)衣”，首先就是熟悉冬奧賽事、項目特點、國外資源等重要信息。為了讓團隊成員切實感受到冬奧項目，2019年到2020年間，劉莉帶領團隊轉戰(zhàn)十幾個冬季運動強國，遍及歐洲、北美等地，觀摩了世界頂級冬季運動比賽項目，實地考察了國外冬季奧運項目的裝備研發(fā)基地?！澳莾赡?，正值新冠疫情全球蔓延的嚴重時期，國外的同胞都買高價機票返回國內，只有我們團隊的幾十個人來回穿梭在世界各地。我們知道這是在與時間賽跑，我們用實際行動詮釋生命的意義。”

奧林匹克精神中的“更快”多體現在競技項目上，于是“減阻”成為冬奧健兒取得獎牌的關鍵因素。團隊為了設計一款“減阻壓力連身服”，他們花了兩年時間才把它“啃”下來。從“基礎研究——技術研發(fā)——裝備研制——應用示范”全鏈條設計一體化設計到方案實施，要面對多領域的合作，這對于團隊來講具有極高的挑戰(zhàn)性。由清華大學、武漢體育學院做服裝的減阻機理設計，上海體育學院進行生物力學評價，東華大學做減阻面料設計，廣東德潤紡織有限公司負責織造面料，安踏（中國）有限公司負責進行整體服裝制作，北京服裝學院執(zhí)行風洞測試與效果反饋，并進行比賽服裝的整體功能設計。

例如，中國速度滑冰隊運動員高亭宇的賽服制作，從模型入手到面料制造，團隊曾經對比過56 種服裝結構，并篩選出最適合中國運動員技戰(zhàn)術特點的比賽服結構，經風洞測試將阻力下降超10%。要想滑速更快，就要在服裝減阻面料的工藝上進行研發(fā)，要把工藝吃透。一套優(yōu)秀的專業(yè)速滑比賽服可以幫助運動員減少阻力，馳騁冰場。僅僅減阻對于一件專業(yè)比賽服來說還不夠，短道速滑運動員在比賽中碰撞時有發(fā)生，因此也面臨著被冰刀割傷的危險。如何在保證減阻效果的同時，還能給運動員提供足夠的保護？選好面料也成了關鍵因素。研發(fā)團隊參考了全世界100 多種面料，最終成功研制出一種防切割面料。最終，劉莉帶領的研發(fā)團隊打破了比賽服依賴進口的“魔咒”，實現了超世界水平的“中國造”。

團隊成員用“與時間賽跑”的精神趕超先進國家研發(fā)水平，常常用國家訓練基地口號“一步也不能停、一步也不能錯、一天也耽誤不起”感染自己，把這樣的備戰(zhàn)精神投入到研發(fā)任務中。

科技助力獲冬奧佳績

為了冬奧賽場上的0.01 秒，賽服的研制背后有強大的科技助力，劉莉團隊在研發(fā)過程中做了很多科技創(chuàng)新工作。

引入風洞技術是劉莉團隊做出的最大膽創(chuàng)新。風洞主要被應用于航空、航天、汽車制造、建筑等領域，國內系統(tǒng)化將風洞測試應用于高性能服裝評測尚屬首次，在速滑滑冰、短道速滑、鋼架雪車、高山滑雪四個速度類項目上都實現了有效助力，在其中三個項目上阻力下降超10%。

劉莉團隊還采用了耐低溫材料以及新型柱狀陣列式抗沖擊結構，為國家高山滑雪、自由式滑雪大跳臺國家隊隊員的身體數據定制，在低溫環(huán)境下仍具有柔軟度、有效分解外力的防護裝備。在這項研發(fā)過程中，團隊走遍全國10 個國家運動基地，完成22 支運動隊400 余名運動員3D 體型測量，進行三維測量，追蹤運動員的動作，細化研究運動員的皮膚伸展規(guī)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(guī)律。

“為了高效開展科研工作，我們團隊成員經常要吃住在運動基地。恰逢研發(fā)工作又值疫情期間，團隊執(zhí)行最嚴格的疫情防控要求。為節(jié)約進出風洞實驗室時間，團隊人員經常連續(xù)一周吃住在風洞實驗室，用速食維持這一周的營養(yǎng)供給。”劉莉教授講，“在2022年1月我們最終驗證了國家速滑隊減阻‘龍服’，非常放心地交付給國家隊?！?/p>

劉莉團隊為北京2022年冬奧會研發(fā)了中國短道速滑隊、中國速度滑冰隊、中國花樣滑冰隊、中國自由式滑雪空中技巧隊、中國鋼架雪車隊、中國北歐兩項隊、中國高山滑雪隊等健兒的“戰(zhàn)衣”，以高性能服裝研發(fā)助力了中國冰雪運動員在多項國際重大賽事中贏得佳績。對于劉莉團隊來講，雖然北京冬奧結束了，但是他們的科研工作還在路上。