科技冬奧！用航天級(jí)技術(shù)造中國雪車

（CWW）雪車是冬奧會(huì)中的一個(gè)傳統(tǒng)項(xiàng)目，是冬奧項(xiàng)目中的“速度擔(dān)當(dāng)”，受到冰雪運(yùn)動(dòng)愛好者的關(guān)注與喜愛，也被稱為冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的“F1”。但直到2018年，中國雪車運(yùn)動(dòng)員的身影才首次出現(xiàn)在冬奧會(huì)的比賽中。由于起步晚，中國一直沒有自己的國產(chǎn)雪車。又因?yàn)檠┸囇b備制造技術(shù)含量高、制造工藝復(fù)雜，一直為國外所壟斷。為加快推進(jìn)雪車等冬奧亟需冰雪裝備攻關(guān)，2021年，工業(yè)和信息化部組織中國航天科技集團(tuán)聯(lián)合中國一汽集團(tuán)，組成攻關(guān)聯(lián)合體，成功研制雙人雪車、四人雪車，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)雪車“零”的突破，并于2021年9月交付國家體育總局冬運(yùn)中心。

用造火箭的技術(shù)來造雪車

雪車也被稱為“有舵雪橇”，在1924年第一屆冬奧會(huì)時(shí)便已是正式比賽項(xiàng)目，但直到2016年，中國才成立了自己的雪車國家隊(duì)。成立之初，這支隊(duì)伍只能去國外找場地訓(xùn)練，沒有自己的雪車裝備，就只能從國外租賃或進(jìn)口。

雪車作為體育裝備中科技含量較高、研發(fā)制造難度較大的大型運(yùn)動(dòng)裝備，國外一般都由本國著名的研究機(jī)構(gòu)或公司定向研發(fā)。“我們能夠買到的雪車，與歐美強(qiáng)隊(duì)使用的定制版雪車，許多技術(shù)都相差懸殊，放在冬奧賽場上，競爭難度極大。”中國航天科技集團(tuán)一院703所高級(jí)工程師周宇說。

擁有自己的雪車，不僅關(guān)系到運(yùn)動(dòng)成績的提升，也是提升中國裝備制造核心競爭力的要求。

2019年，科技部發(fā)布了第二批科技冬奧科研項(xiàng)目申報(bào)指南，其中就包括雪車裝備的研發(fā)制造。中國航天科技集團(tuán)一院703所隨即著手突破冰雪運(yùn)動(dòng)裝備“卡脖子”技術(shù)。

項(xiàng)目研發(fā)立項(xiàng)之初，因?yàn)闆]有專業(yè)的賽道，國家隊(duì)訓(xùn)練和比賽的進(jìn)口車也都寄存在國外，可查到的有用技術(shù)資料極為有限，團(tuán)隊(duì)面臨著從“零”開始的難題。

“光從紙面上知道雪車樣式、規(guī)范肯定不夠，必須搞到實(shí)車進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證?！蓖ㄟ^團(tuán)隊(duì)的不懈努力，終于在2020年5月從國外引進(jìn)了一臺(tái)即將退役的雪車，“雖然即將退役，但因?yàn)槭悄潮┻\(yùn)動(dòng)強(qiáng)國的專用裝備，比市場版雪車的技術(shù)性能要好很多，研究價(jià)值很大?！?/span>

這輛雪車被拉到703所車間的當(dāng)晚，各小組負(fù)責(zé)人從四面八方趕來“解剖麻雀”。經(jīng)過一個(gè)通宵的忙碌，終于心中有底了。在周宇看來，這臺(tái)雪車的氣動(dòng)外形雖是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的，但從航天人的視角看，還有較大的優(yōu)化空間。比如，在工藝材料方面，團(tuán)隊(duì)還能在航天領(lǐng)域找到重量更輕、強(qiáng)度更大的復(fù)合材料。

聯(lián)合攻關(guān)讓國產(chǎn)雪車不再“卡脖子”

2021年1月，第一代國產(chǎn)雪車研制成型。在接受中國雪車隊(duì)的階段性審查時(shí)發(fā)現(xiàn)，相比國外產(chǎn)品優(yōu)勢明顯，但不足也依然存在，包括底盤結(jié)構(gòu)不夠先進(jìn)、操控性能有待提升、人機(jī)尺寸有待優(yōu)化等。要想讓國產(chǎn)雪車真正馳騁在北京冬奧賽場上，必須加以改進(jìn)。
底盤技術(shù)哪里找？團(tuán)隊(duì)將目光投向了中國一汽集團(tuán)。2021年，在工信部和體育總局共同推動(dòng)支持下，中國航天團(tuán)隊(duì)與中國一汽組建攻關(guān)聯(lián)合體，以703所為核心的原有團(tuán)隊(duì)與中國一汽集團(tuán)成立聯(lián)合攻關(guān)組，以“安全可靠、人機(jī)操控和氣動(dòng)減阻”為重點(diǎn)，啟動(dòng)第二代國產(chǎn)雪車（含2人和4人車兩種車型）的攻關(guān)研制與生產(chǎn)。
雙方分工明確，703所主要負(fù)責(zé)自主低風(fēng)阻高可靠碳纖維車體及其他復(fù)合材料零部件的設(shè)計(jì)與制造，一汽集團(tuán)主要負(fù)責(zé)雪車底盤、車架及其他金屬零部件的設(shè)計(jì)與制造。
終于，在2021年9月，第二代雪車成功交付國家體育總局冬季運(yùn)動(dòng)管理中心。
相比第一代國產(chǎn)雪車，第二代雪車有全鏈條全方位的提升，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更精細(xì)，模具設(shè)計(jì)更合理，材料性能進(jìn)一步提升，成型工藝進(jìn)一步優(yōu)化。周宇介紹，雪車結(jié)構(gòu)上主要包括復(fù)合材料車身和金屬車架兩大部分。國產(chǎn)雪車的研制，成功借鑒了航天產(chǎn)品研制流程及管理經(jīng)驗(yàn)，融合應(yīng)用了3項(xiàng)先進(jìn)的航天核心技術(shù)。
第一項(xiàng)是國產(chǎn)T800級(jí)碳纖維復(fù)合材料技術(shù)。這種材料密度只有鋼的1/5，強(qiáng)度是鋼的2倍，在火箭和波音787飛機(jī)上大量使用，它能最大幅度減輕雪車車身的重量，比如，雙人雪車車身重量只有50kg左右。這降低了雪車重心，使雪車滑起來很平穩(wěn)。這種材料的高強(qiáng)度和獨(dú)特的破壞吸能特性，還能保護(hù)運(yùn)動(dòng)員在撞車事故中不受到傷害。
第二項(xiàng)是復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度整體制造技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)確保了外形復(fù)雜雪車的高質(zhì)量制備，整個(gè)雪車車身只有3個(gè)大部件，分別是前車身、后車身和前車蓋，連接結(jié)構(gòu)少，外形精度高。
第三項(xiàng)是氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)技術(shù)。利用流體力學(xué)計(jì)算和風(fēng)洞測試，經(jīng)過多輪次迭代，設(shè)計(jì)舵身融合的流線形外形，能夠使空氣風(fēng)阻系數(shù)較進(jìn)口雪車小5%以上，經(jīng)測算可提高競賽成績0.3~0.5s。
可以預(yù)見，在中國自主研發(fā)、制造的雪車裝備支撐下，中國雪車項(xiàng)目將開啟新的篇章。周宇認(rèn)為，未來，雪車有望從“冬奧平臺(tái)”出發(fā)，在后冬奧時(shí)代，融入大眾生活，成為一項(xiàng)大眾休閑娛樂項(xiàng)目。

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