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张家口赛区这项“黑科技”收获奥委会点赞

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薄薄一张网,厚度仅有4毫米,却能承受20吨的拉力。在北京冬奥会张家口赛区云顶场馆群,一项“黑科技”让人眼前一亮。赛时,一道防风网可以防范每秒十几米的大风,保障运动员安全和比赛顺畅进行。这项技术不仅打破了国外垄断,还得到了国际雪联等专家的一致认可和高度评价。

比赛受到风速影响

云顶场馆群承担空中技巧和U型技巧场地等比赛项目。由于运动员起跳高度大,空中动作和运动员的安全受风的影响较大。在大风影响下,运动员动作容易变形。大风还会将运动员吹离预定着地点,使其更容易受伤,在此前比赛中就曾出现过类似情形。若预报的风速多大超过比赛的风速要求,比赛还会延期进行。因此,国际雪联建议比赛时赛道的风速应在每秒3.5米以下。

通过对两个场地附近气象台站历年的数据分析发现,在冬奥会比赛同期,风速在每秒3.5米以上的比例较大,因此有必要在场地旁边建设防风网,以保证比赛的顺利进行和运动员的安全。

防风网实现国产化

此前设计生产冬奥会使用的防风网,一直被欧洲一家公司垄断,该公司针对防风网的报价高、周期长。于是云顶滑雪场馆群决定尝试在国内寻找解决方案。

石家庄铁道大学风工程研究中心主任刘庆宽教授从事专业抗风研究20年,主要从事桥梁、土木工程的抗风研究,此前曾经承担了首钢滑雪大跳台抗风专项研究。他说:“不要小看风灾,全球每年自然灾害85%的经济损失都来自风灾及其次生灾害。”基于团队丰富的抗风研究经验,结合云顶滑雪公园的地形、赛道、气候等各类相关数据,刘庆宽与团队成员加班加点,通过反复的电脑模拟计算和大量的风洞试验,最终确定了防风网的最佳内部结构。

不过在具体生产中又遇到难题,市场上根本找不到同类产品。最后,研究团队找到防风网编织机器的生产厂家,从改造机器设备入手优化编织工艺,通过反复尝试,最终采用12针的编织技术将成品按要求编织出来。

科技含量满满

在视觉上,白色的防风网与周围的冰雪环境融为一体。一张看似平常的防风网,内里却有很多科技含量。

“防风网的受力性能首先要接受考验。”刘庆宽说,厚度大概只有4毫米的高密度聚乙烯材质防风网,内部有着复杂的立体空间结构,孔洞的组合可恰好满足防风与透光双重性能需要,以及强风下的抗拉性能需要,防风网每米宽度可承受1.2吨的压力,“防风网结构紧实,透光性比较好,这样在比赛中不至于给运动员视觉上的压迫感。”

崇礼阳光充足,紫外线强烈,防风网必须使用抗紫外线材料,但这种材料却影响阻燃性。为了提升防风网的性能,在丝线原料中添加了各种功能材料,以达到抗紫外线、阻燃、耐低温的目标。塔杆采用了喷塑工艺,以确保长时间暴晒不变色。团队通过研发的电气控制系统,实现了低温风雪环境下快速便捷张开和收回的功能,以满足赛时张开防风、比赛间隙收回通行压雪车的要求。

团队研发的防风设施方案造价远低于国外公司的报价,集成和建设周期仅为两个月,防风效果好,能在99%以上的概率保证比赛的顺利进行。技术得到了国际雪联和国际奥委会的一致认可和高度评价。

冬奥会时,空中技巧和U型技巧两个场地边各9根雪白色塔杆,8块平展的雪白色防风网,配着鲜艳的冬奥会会徽,将成为云顶滑雪场馆群的一道靓丽风景。

(原标题:与风共舞!张家口赛区这项“黑科技”收获奥委会点赞)

来源:北京日报客户端 | 记者 李如意

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