强大“内芯”,科技“加持”!看咱冰城人研发的雪板如何助推冰雪运动发展

来源:冰城 + 客户端编辑:杨焯兰发布时间:2021-12-28 查看数0

研究生考试之后,哈尔滨工程大学里,一群学生手撑手杖、脚踩雪板嬉笑着向前滑行。他们脚上踩的雪板小巧、灵活,即便是从来没滑过雪的南方娃也不会摔倒。这种迷你雪板其实是越野滑雪板,“越野滑雪是所有滑雪中难度系数最低,最安全且容易上手的滑雪方式,特别适合孩子们使用。”哈尔滨市滑雪协会主席孙明说,它可以一年四季使用,冬天有冬天的雪板,夏天有夏天的雪板,夏天的雪板类似滑板车,前后有滑轮,可以在地面滑行。

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不仅哈工程等高校,哈尔滨抚顺小学的孩子们早在2019年冬季就踩上越野滑雪板在操场上穿梭。而他们所用的雪板均是由从事近20年冰雪运动装备制造的企业,哈尔滨乾卯雪龙体育用品公司生产制造的。“市场上的越野滑板需要穿上配套的鞋套才能滑,我们研发的产品不仅不用换鞋,还可以根据脚大小调整捆绑器尺寸。”该公司总经理李向东说,除此之外,夏季带滑轮的雪板也进行了改良,从过去前后两个轮变成一前轮两后轮的效果。这样,在滑行运动中稳定性就增强了很多,即便从来没有滑过的人踩上去也不会轻易滑倒,降低了初学者的入门难度。

哈尔滨抚顺小学学生在使用哈尔滨产的越野滑板↑

如果说越野滑雪的普及让更多人走进滑雪世界,那么,滑雪板的研制则掀开了冰雪运动装备研发的冰山一角。用航天复合材料做板芯的滑雪板,可以抵御-40℃低温的计时器、抓取运动员运动数据并进行分析的人工智能摄像机……如今,冰雪研发从运动装备到场地设备,时时处处体现着科技范。

强大“内芯”,滑雪板板芯采用航天级复合材料

世界上没有两片完全一样的叶子,同样,由木材制作的滑雪板“板芯”也不会完全相同。

“一条滑雪板的扭力和弹力指数跟木芯息息相关。”李向东说,目前,世界上绝大多数雪板的内芯都采用木质材料,木纤维的扭力、弹力决定了板的扭力和弹力。即便是来源于同一棵树,其纤维组织的排列组合也不尽相同。可以说,世界上就没有哪两块雪板的扭力和弹力是完全一样的。微小的偏差对于普通滑雪爱好者来说并没有什么问题,但是对于专业运动员来说,可能需要适应很长时间,因为一个技术动作差一点,就有可能导致整套动作失误。

能不能用扭力和弹力比较稳定的材料来代替传统的木质板芯呢?李向东把他的技术疑问抛给了张嘉振教授带领的哈工大研究团队。经过专业学者们的不断尝试,一款新型竞技比赛专业滑雪板试验成功。“这种雪板采用先进航天复合材料和多项先进航空设计技术,专门为专业竞技级滑雪比赛设计。”李向东说,这种新型雪板在板面和板底中间,依次叠加航空复合材料、多轴向玻纤弹性体等材料,因此被形象地称为“三明治结构雪板”。

李向东和哈工大科研团队研发的滑雪板,板芯采用航天复合材料↑

“这是目前世界上唯一一块复合材料板芯滑雪板,目前这个雪板已经经过国家队教练专业团队的测试。”李向东说,滑雪运动分高山、越野、跳台等多种类型,高山滑雪又分大回转、小回转,每种比赛的雪板长度、弧度、弹性、软硬度等指标都不一样。但是他们对雪板的扭力和弹力的稳定性都有一定要求,所以保证雪板稳定是一块好雪板的核心。接下来会根据不同类型的滑雪项目生产不同规格和样式的专业竞技级雪板。

与国外动辄上万的雪板相比,新型雪板预计售价控制在万元之内。“我们接下来首先要做的是赶快投入一条新的生产线,批量生产出新型雪板,力争在下一个雪季推向市场。”

哈产的新型滑冰鞋↑

计时器、摄像机……冰雪运动背后的科技“神器”

去年,在伏尔加庄园里,由3000多名国际滑雪爱好者参加的首届国际越野滑雪比赛中,运动员们在10公里长的赛道上飞驰,一眨眼已经滑出十几米外。精确计算运动员的比赛成绩,成为比赛至关重要的事。在总控制室,黑龙江芬澜雪动体育文化发展公司技术工程师小于眼睛紧紧盯着计时器系统运行,观察每一位参赛者的计时情况。当参赛者的雪板跨过终点线时,计时器马上停止计时。“每个雪板上都安装着一个小小的芯片,它不但能精准测量运动员的比赛成绩,还能时时发送运动员定位,让运动员时刻处于安全监控之中。”

小小芯片的背后,是技术人员与上海一家专门研发运动科技的公司共同升级改造的成果。小于说,越野滑雪属于高速运动,对计时器延时等方面的要求特别高。当时国内并没有专门研发用于越野滑雪比赛的计时器,因此向上海研发企业提出几点要求,一是要适应东北极寒条件下的正常工作,二是在雪地竞技中,芯片发出的信号是否能准确、无误地传递回来,即保证信号的穿透度。最后,因为越野滑雪距离长达十公里,要保证信号在不延时的情况下传送回来。

经过两家公司的共同努力,一套完全符合极寒条件下长距离计时的设备出炉了。“我们的计时器设计计时长度高达50公里,精确到秒之后两位数的毫秒级别。采用的是低频和高频的延时计时,而且计时器的蓄电池可以坚持低温条件下长达36小时的电量。”经过这一年的打磨,这套技术与国际一流运动计时器比,丝毫不逊色,而且还是经过国际雪联署认证的。

除了精准计时器,在起终点和沿途过程中,分布多达几十个摄像机。在云数据和人工智能技术支持下,摄像机可以将专业运动员的滑行技术、动作进行录制并上传数据库进行分析,赛后教练会根据分析结果对运动员动作、技术进行指导。“这套采集系统是与阿里体育公司进行的数据采集合作,目前正处于采样试用阶段。”小于说,这项技术主要针对的是高山滑雪,越野滑雪等距离长、采样难度大的滑雪项目。

“技术更新每年都在做,因为只有不断前进,才能跟上竞技运动的步伐。”

雪具制作中↑

从逆向研发到正向研发的逆袭之路

从最开始研究进口雪板,到自己研发新材料冰雪装备,这条路,李向东磕磕绊绊走了快20年。

李向东出身于冰雪世家,爸爸是我国著名滑冰教练。“我从4岁就开始滑冰,一滑就滑了十几年。”李向东说,过去运动员很难穿上从国外购买的专业、优质的冰刀鞋。从那时起,我就想自己制造中国高级滑雪(冰)装备。

2000年,李向东从代理二手冰雪器材开始入门。“我一边引进日本滑雪装备卖到中国,一边研究人家雪板是如何做出来的。”李向东说,20年前,中国还没有几家滑雪装备制造企业,更别说生产制造滑雪板。没有经验可以借鉴,只能走逆向研发这条路。所谓逆向研发,就是把国外好板买回来,把板一层层拆开,看看里面都有什么东西,这么做的效果是什么,能不能稍微改进一点点,然后做出自己模仿出来的东西。

2002年,李向东拉开了漫长的生产研发之路。“当时我们啥设备也没有,做一个零件都得委托外地企业加工生产。”李向东说,后来,收购了国外一条滑雪鞋生产线,开始自己尝试生产。如今,李向东早已从逆向研发走向正向研发,工厂生产固定器、滑雪鞋、滑雪板、雪杖、雪圈、捆绑器基础滑冰鞋等冰、雪装备,多个研发产品填补了国内同类产品空白,年生产能力近40万套(只)。

在香坊区西柞工业区,记者在李向东的工厂车间里看到,三台注塑机正在忙碌地作业中。“我们现在生产的产品主要是滑冰鞋和滑雪板。雪具上的绝大多数零部件都是从这些机器中生产加工出来的。”李向东说,每天每台机器可生产200只雪具。机器可以根据需要调整成需要的尺寸、模型,进而进行加工。只需30秒到2分钟,一个雪具零件就新鲜出炉了。虽然是塑料材质,但并不是普通塑料,而是经过科学配比,因此即便是在零下三四十摄氏度的低温情况下,也不会破损。

今年,李向东生产的滑冰鞋被哈尔滨体育学院购买1000双。除此之外,国家级体育单位以及一些地方体育部门也在使用该厂研发生产冰刀等雪具。“滑冰鞋一般来说,分花样、速滑和冰球。但对于初学者来说,不用分这么细,能站在冰上就是胜利。我们设计的这款冰刀鞋去掉了专业冰刀的专业特征,刀刃宽,提高使用者在冰面的稳定性,降低入门门槛。”

“过去我们的重点是大众冰雪装备,主要客户是全国各大滑雪场。”李向东说,我们累计有10余万套滑雪全系列产品已经覆盖全国600多家滑雪场,市场覆盖率80%,产品最远卖到温州。大众娱雪市场是目前冰雪装备产业应用最大的一块市场,针对这种市场,我们生产的雪具一般是一脚蹬的,一体化程度高,穿脱比较方便。

20年来,李向东先后投入上百万元的研发资金。随着技术、实力的积累,开发滑雪高端市场成为他的新目标。“我们和省内高校合作,不断尝试新型材料。”李向东说,他们有检测各种性能的实验室,在实验室进行扭力、弹性等各项指标的测试,能极大加速研发进程。

研发的高端雪板对标国际顶级品牌(蓝色板为自主研发,红色板为国际知名品牌)↑

冰雪科技加速“狂奔”

哈尔滨市滑雪协会主席孙明说,由于滑雪市场比较小众,全国范围内,做雪具生产研发的企业不超过十家,而且很少有企业尝试高端运动竞技级雪具。目前中国冰雪装备产业刚刚兴起,未来几年,随着滑雪产业的逐渐成熟,人们对滑雪装备的个性化要求越来越高,需求也会更大,相应的生产制造企业也会蓬勃发展起来。过去滑雪发烧友买板都买外国进口的,随着我们生产技术的不断提高,雪板质量与国外品牌差距逐渐缩小,而且人们越来越热衷于消费国货,因此高端雪板的市场潜力巨大。

全国冰雪看东北,东北冰雪看黑龙江。作为冰雪产业的发源地,黑龙江冰雪装备产业也在一直前进中。早在2017年,我省就出台了《黑龙江省冰雪装备产业发展规划(2017—2022年)》,规划围绕雪上运动装备、冰上运动装备、冰雪场地装备等重点领域,推动企业集聚、技术研发、项目建设,加快产业层次向中高端迈进。“我们的优势是人才和技术,缺的是资金和集聚。”孙明说,在冰雪产业圈里,多数都是从东北走出去的人才,即便不是东北人干,他也是聘请东北人才进行指导。如果能有一定资金扶持和引导,黑龙江冰雪装备产业一定会加速前进。

今年初,李向东在中国莫干山第五届全球高层次人才创新创业大赛上,凭借研发的新型复合材料雪板获得二等奖。“干了这么多年,没赚到多少钱,但对冰雪产品有特殊的感情,不舍得放手。”李向东坚信,冰雪装备产业的春天已经来了。去年冬天,哈尔滨抚顺小学校在采购了一小批越野滑雪板后,看到孩子们对这项运动非常感兴趣,而且学得也很快,今年校方又购进了200套设备。“今后公司也会坚持两条腿走路,把大众市场做得更细的同时,打开中高端市场。”

(哈尔滨日报记者 万佳 文/视频制作)

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