用上航天技術的國産雪車有何特别之處？

降低6%

第二代雪車實作了全方位提升。結構設計更精細，模具設計更合理，材料性能進一步提升……風洞測試顯示，與國家隊當時的在用車相比，第二代國産雪車計算風阻系數降低6%，實測風阻系數降低4%。

2月13日至20日，雪車比賽在北京冬奧會賽場舉辦，比賽共設4枚金牌(男子雙人、女子單人、女子雙人、四人雪車)。賽場上，大陸奧運健兒駕駛着一襲“中國紅”國産雪車風馳電掣，開創佳績。

在北京冬奧會籌備的數年裡，冰雪運動器材裝備實作重要突破，雙人及四人雪車的國産化便是其中的典型代表。北京化工大學教授楊小平接受采訪時告訴記者，國産雪車研發經曆了兩個階段。從2019年11月項目組成立，到2021年1月研制出國内首台雙人碳纖維雪車原理樣機，國産雪車實作“從無到有”的突破。此後，在國家體育總局冬運中心指導下，研發團隊聯合中國一汽集團，全面提升雪車各環節關鍵技術及性能。2021年9月雪車正式傳遞使用，疊代更新後的國産雪車不光達到“可用”标準，還實作“好用”的效果。至此，國産雪車在設計、材料、工藝等方面完成突圍。

體育休閑領域的材料“寵兒”

高科技裝備是體育競賽尤其是奧運會賽場上暗藏的較量。

無論是夏季奧運會(以下簡稱夏奧會)還是冬季奧運會(以下簡稱冬奧會)，許多比賽項目都需借助器具來完成。比如夏奧會的撐杆跳、自行車、網球，以及冬奧會的雪車、滑冰、滑雪，誰的器材更符合該項運動的特點需求，誰在競技中就會如虎添翼，這也是為何雪車要實作從設計到材料的全部國産化。

雪車項目勝負隻在“毫厘”之間。2018年平昌冬奧會上，寶馬公司為德國隊打造了高科技碳纖維雪車，成功助力德國隊奪得冠軍。當時，中國國家雪車隊剛剛成立2年，在競技能力上與世界強隊相差懸殊，在雪車設計制造方面更是一片空白。

國産雪車在研制過程中突破的一項技術難題，是采用宇航級國産T800級碳纖維，以耐高低溫交變(零下196攝氏度—120攝氏度)韌性專用樹脂，研制高性能碳纖維複合材料。其實，碳纖維複合材料不光受到雪車的“熱捧”，更受追求“輕質高強”性能運動裝備的青睐。

楊小平告訴記者，碳纖維複合材料的優勢不僅在于品質輕、設計自由度大，還在于疲勞強度大、破損安全性能好。碳纖維複合材料在百萬次疲勞後，強度保留率仍達90%，遠高于鋼材的40%，而且複合材料中纖維的斷裂不會引起連鎖反應和災難性急劇破壞，是對競賽中運動員的絕佳保護。

國産雪車開啟突圍“第一戰”

碳纖維是一種重要的戰略新材料，從“十一五”開始，科技部持續支援，解決了尖端國防應用原材料“卡脖子”的瓶頸。大陸嫦娥五号探月、天問一号火星探測以及空間站建造等重要任務使用新型火箭長征五号、長征七号，有不少部段就采用了中國航天研發的新型碳纖維複合材料，進而確定火箭載荷更大、更安全可靠。

這些航天新材料和新工藝，能否助北京冬奧會一臂之力?2017年，國家體育總局主要負責人到訪中國航天科技集團一院703所。在交流中，中國工程院院士、703所所長李仲平提出，大陸的航天科技可以助力冬奧，為冰雪運動在國内更好地普及、帶動相關産業發展貢獻一份力量。

其中，雪車就是一個重要的突破方向。雖然在第一屆冬奧會上它就是正式比賽項目，在國外普及程度較高，但在國内，這項運動還非常小衆。一個重要原因是我們無法制造比賽專用雪車。大到國家隊訓練比賽，小到公衆體驗娛樂，都隻能購買國外的産品。而歐美發達國家的代表隊，均有本國著名的研究機構或公司為其定向研發，将最新技術應用到比賽裝備中。

“我們能夠買到的雪車，與歐美強隊使用的定制版雪車相比，運用的許多技術都相差懸殊，導緻在冬奧賽場上，大陸運動員面臨極大競争難度。”楊小平說。

2019年，科技部釋出了第二批“科技冬奧”科研項目申報指南，立項支援雪車裝備的研發制造。專家一緻認為：突破冰雪運動裝備“卡脖子”技術，就從雪車開始!

參賽雪車主要由複合材料車體與金屬底盤車架組成，對重量、尺寸、基本用材有明确的要求。具體到車體，要求低風阻、耐沖擊，這樣才能提升速度，同時確定運動員的安全。“科研需要協同攻關，我們廣邀各方優勢力量參與，互相支撐。”楊小平說，團隊中既有空氣動力學專家，也有曾執教中國雪車隊的教練員，還有新材料專家。

團隊成員從“解剖麻雀”開始，對國外的一台退役雪車層層分析，設計、材料、工藝……雪車内部的面紗被揭開。“看得出來，這台雪車的氣動外形是經過精心設計的。但從我們航天人的視角看，還有較大的優化空間。”團隊中航天技術人員的回報讓項目團隊心裡有了底，畢竟火箭整流罩要面對上萬公裡的時速，對外形的要求絕非百公裡級的雪車可以比拟。在工藝材料方面，團隊也能在航天領域找到重量更輕、強度更大的碳纖維複合材料。

造國産雪車就要有所創新。團隊通過風洞試驗與計算結合，完成了雪車氣動外形設計與優化，同時将國産的T800宇航級碳纖維複合材料用于車體制造。“它的強度性能較國家隊在用裝備材料提升1倍以上。”楊小平告訴記者，國産雪車還采用了翼身融合結構整體成型的新工藝，這樣一方面保證了雪車車體的低風阻型面精度，另一方面減少了部件連接配接，提高了車體可靠性。

2021年1月，第一代國産雪車研制成型。風洞測試顯示，在滿足冬奧會比賽規範的前提下，它的風阻系數較國際同類産品降低了8%。

第二代雪車實作全方位提升

2021年上半年，第一代雪車接受了中國雪車隊的階段性審查，優勢明顯，不足也依然存在，包括底盤車架不夠先進、人機尺寸和操控有待優化等。要想讓國産雪車真正馳騁在賽場上，必須加以改進。

解決專項問題，需要尋找專業團隊。原有攻關團隊聯合中國一汽集團成立攻關組，以“安全可靠、人機操控和氣動減阻”為重點，啟動第二代國産雪車(含雙人和四人車兩種車型)的研制與生産。

團隊分工明确。航天科研人員主要負責自主低風阻高可靠碳纖維車體及其他複合材料零部件的設計與制造，一汽集團主要負責雪車底盤、車架及其他金屬零部件的設計與制造。

碳纖維複合材料預浸料要在模具内完成鋪貼。這些材料看上去很像桌面。它是三明治結構，撕開上下兩層的隔離保護膜，夾在中間的黑色碳纖維複合材料預浸料兩面有黏性，輕薄、柔軟、延展性好，呈細小的編織狀。楊小平告訴記者，每根碳纖維單絲的直徑隻有頭發絲直徑的十分之一左右。

全車鋪貼完後，還要把鋪覆包封好的車體送進熱壓罐裡。通過對車體加熱加壓，原本柔軟的複合材料中間體就會完全固化，成為堅硬結實的車體。

“與第一代國産雪車相比，第二代雪車實作了全方位提升。”楊小平表示，結構設計更精細，模具設計更合理，材料性能進一步提升……風洞測試顯示，與國家隊當時的在用車相比，第二代國産雪車計算風阻系數降低6%，實測風阻系數降低4%。

2021年9月10日，首批第二代4輛國産雪車正式傳遞國家體育總局冬季運動管理中心。這其中，包括兩輛雙人雪車，兩輛四人雪車。

至此，國産雪車的材料、工藝、重量和尺寸等各項名額均滿足國際雪車雪橇聯合會的标準要求，而且已具備量産能力。随着國産雪車投入量的增加，我們有理由相信，國産雪車在冬季項目比賽中将會大放異彩。