科技創(chuàng)新設(shè)計添彩 快護暖美助力冰雪健兒

戰(zhàn)衣誰裁出

今朝試劍，在此一搏。2月5日晚，中國短道速滑混合團體接力隊在決賽中以2分37秒348的成績摘得中國體育代表團在北京2022年冬奧會上的首金。比賽異常激烈，中國隊與第二名的成績僅相差0.016秒。賽場上不僅比拼運動員自身的天賦、汗水和心理素質(zhì)，同時還要比拼一個國家的訓練、科研、制造等綜合實力。

2019年，隨著“北京周期”來臨，北京服裝學院獲批“科技冬奧”重點專項“冬季運動與訓練比賽高性能服裝研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”項目，項目總負責人、北京服裝學院長聘教授劉莉和團隊得以接觸更多的冰雪項目，與中國冰雪深深結(jié)緣。

因項目延展和縱深需要，目前已有30個單位共同參與到跨學科合作研發(fā)中?？蒲袌F隊解決“快、護、暖、美”四個關(guān)鍵技術(shù)問題，實現(xiàn)競速類項目服裝、防護材料及裝備、耐低溫保障材料及裝備、技巧類項目服裝四類產(chǎn)品創(chuàng)新。綜合減阻設(shè)計、高科技防切割面料、主動加熱技術(shù)……一項項“黑科技”讓中國運動員自信上場、馳騁冰雪！

改變高水平運動員在海外定制賽服的歷史，捧著心做賽服，只為助力運動員在賽場綻放

劉莉長期從事功能性服裝的教研工作，涉足冰雪運動賽服純屬偶然。

時間倒回到花樣滑冰國際賽事2018至2019賽季。一天，劉莉突然接到國家體育總局冬運管理中心的電話，希望能為雙人滑選手隋文靜、韓聰定制比賽服裝，需要在三周內(nèi)完成6套比賽服的設(shè)計和制作工作。

臨危受命，憑借對服裝的深刻理解和積淀，劉莉帶領(lǐng)團隊圓滿完成了任務(wù)。2019年3月，花樣滑冰世界錦標賽在日本埼玉開賽，隋韓組合以自由滑155.60分、總成績234.84分，打破自由滑和總成績雙料世界紀錄一舉奪冠，賽服為他們精湛的技藝增色不少。這一次成功合作，拉開了北服團隊為冬季項目設(shè)計服裝的序幕，也改變了高水平運動員在海外定制賽服的歷史。在之后四個賽季的合作中，團隊一共為中國花滑隊設(shè)計制作了170套賽服。

根據(jù)項群理論，與跳水、體操等項目類似，花樣滑冰是一項典型的難美性項群運動，既是“難”的，又是“美”的。既是追求速度感和難度動作的冰上運動項目，又十分講究藝術(shù)表達，這對賽服也提出了相應(yīng)的要求。

熟悉音樂、設(shè)計手稿、測量體型、制作裸服、鑲鉆裝飾、陸上試穿、冰上試穿……一件花滑賽服從無到有，從設(shè)計到成型，環(huán)節(jié)眾多。

花滑服裝設(shè)計并沒有統(tǒng)一的風格，設(shè)計者前期需要做大量功課，不僅要熟悉參賽的舞蹈和曲風，還要結(jié)合運動員的動作、身材、個性、喜好、審美等量身定制，邊設(shè)計、邊碰撞、邊契合。“有些時候為了保密，我們也不知道具體曲目，只能得到一些大方向上的信息，比如‘浪漫的’‘憂傷的’等等?！眲⒗蚋嬖V記者，設(shè)計師先是基于對音樂風格的理解提出設(shè)計方向，再與運動員、編舞、教練共同商討，是一個綜合創(chuàng)作過程。有時，還會根據(jù)具體情況邀請專家參與研討，沈從文的弟子、古代服飾文化專家趙連賞就是他們的“座上賓”?？梢哉f，每一件衣服都經(jīng)過了獨一無二的藝術(shù)創(chuàng)作過程。

其中的“門道”也不少。技術(shù)難度動作較高的表演對服裝重量要求較高，美觀亮眼的同時，還需確保面料輕盈、運動伸展性能好；雙人滑比賽中涉及拋跳動作，女運動員著裝設(shè)計裝飾時，要注意避開男伴托舉的重點部位。此外，高級、好看的面料也可能并不適合，比如高定蕾絲面料，雖然花紋精細，但不耐拉拽，最新的面料也不一定就合用，因為還沒有經(jīng)過實戰(zhàn)檢驗……

“我們以前設(shè)計禮服，坐著或者站著拍個照、擺幾個pose就完了?？墒菍τ诨ɑ瑏碚f，要旋轉(zhuǎn)跳躍，甚至還要把人拋出去，這對服裝的要求太多了?！痹O(shè)計師孫雪飛解釋道。

精細的蘇繡、閃耀的水晶、考究的紋樣、飄逸的水墨色調(diào)……近距離欣賞賽服，說是藝術(shù)品也不為過。“我們也知道，電視畫面未必能將賽服的精妙盡數(shù)展現(xiàn)，但是我們依然不遺余力要做到最好，真正是捧著心為運動員做賽服。”劉莉表示，“一來我們想給運動員信心，大家竭盡所能，用最好的材料、工藝做出這身賽服，希望他們體會到國家對他們的重視，能夠發(fā)揮出色；二來我們交付的賽服，任何一處細節(jié)，都要經(jīng)得起特寫鏡頭的檢視考驗。”

競速類比賽中，0.01秒就可能決定一塊金牌的歸屬，這0.01秒的差距也許就來自服裝和裝備，賽服的背后是強大的科技助力和集體的力量

2021年9月26日，新疆烏魯木齊。平昌冬奧會速度滑冰男子500米銅牌得主高亭宇在2021-2022中國杯速度滑冰精英聯(lián)賽中以33秒83的成績刷新了他個人保持的全國紀錄，創(chuàng)造了該項目本賽季的世界最好成績。這也是歷史上排名第三的好成績。這無疑對中國冰雪運動是一大激勵。

在新聞畫面中，不少人注意到，高亭宇的賽服有別于其他選手，只有黑白兩色，略顯樸素。事實上，這是科研團隊為他打造的第七版過程樣衣。盡管還來不及裝飾色彩，但這件集合了眾多科技亮點的樣衣，依然助力選手取得了好成績。

這款賽服，又被稱作“站不起來的比賽服”。據(jù)了解，運動員賽服由多種面料組成，結(jié)構(gòu)上一般需要適度分割。速度類項目賽服通常為緊身連體服，其特點是服裝前身有較強拉力，在躬身狀態(tài)下能保持運動姿態(tài)穩(wěn)定，通俗來說，就是“站不起來”。除了最佳姿態(tài)立體裁剪，減阻結(jié)構(gòu)、適度壓縮等也是此類服裝的設(shè)計重點。

賽服的研制背后有強大的科技助力?！案偹兕惐荣愔?，0.01秒就可能決定一塊金牌的歸屬，這0.01秒的差距也許就來自服裝和裝備?！眲⒗蛟啻伪磉_這一觀點，速度滑冰等競速類比賽追求“快”，服裝設(shè)計首先要考慮風的阻力?！安⒉皇窃焦饣谋砻?，風阻越小。恰恰是一種有肌理的凹坑結(jié)構(gòu)面料，產(chǎn)生的阻力才是小的。并且，在身體不同部位，凹坑結(jié)構(gòu)的形狀、大小、深度都有所不同。”

耗時整整兩年，研發(fā)人員根據(jù)不同項目的運動姿態(tài)、速度特點，制備高性能減阻面料，并在全球范圍內(nèi)搜集和測試150多種面料的基礎(chǔ)性能，應(yīng)用于服裝減阻設(shè)計中，多個高校和企業(yè)參與其中。比如，清華大學、武漢體育學院做服裝的減阻機理設(shè)計，東華大學做減阻面料設(shè)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。

冬奧賽服所有面料和設(shè)計都要提前在風洞“吹吹風”，僅速度滑冰一個項目，就篩選了幾十種減阻面料、56種服裝結(jié)構(gòu)，單是帽型就做了21種

賽服減阻設(shè)計是否管用？這得由負責執(zhí)行風洞測試與效果反饋的北京服裝學院來回答。

風洞實驗原本主要用于航天、建筑等領(lǐng)域，通過模擬風速檢驗房屋、橋梁的安全性。在歐美冰雪運動強國，這一技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于競速類運動項目的減阻研究，以幫助運動員改善裝備、提高成績。

2020年，國家體育總局建成兩大兩小體育風洞，對冬季運動項目的每支隊伍都進行了運動姿態(tài)的科學化評價與矯正，成為項目組能夠系統(tǒng)實施研發(fā)的基礎(chǔ)。冬奧賽服所用的所有面料和設(shè)計都要提前在風洞“吹吹風”。僅速度滑冰一個項目，就篩選了幾十種減阻面料、56種服裝結(jié)構(gòu)，單是帽型就做了21種。

“我們始終以運動員的實際需求為出發(fā)點，為他們量身定制版型，并且根據(jù)他們的運動習慣和肌肉線條進行裁剪，最重要的還是要根據(jù)運動項目的特點配備對應(yīng)的運動科技，這樣才能助力運動員在賽場上的表現(xiàn)?！卑蔡ぱb備研發(fā)人員告訴記者，以鋼架雪車鞋為例，這款運動鞋應(yīng)用了3D打印鈦合金的航天科技及仿生流體力學設(shè)計，實測顯示能幫助運動員在起跑推進階段最高提升0.054秒。在分秒必爭的賽場上，這是科技帶來的優(yōu)勢。

“決定要徹底攻克自主研發(fā)，是因為存在一些‘卡脖子’問題。我們在海外定的一些服裝，經(jīng)過風洞測試發(fā)現(xiàn)沒有達到承諾的科技水平，我們必須自己進行創(chuàng)造?！眲⒗蛘f。讓團隊欣喜的是，經(jīng)風洞測試驗證，最佳姿態(tài)速滑服比海外采購賽服的減阻超過11%；新款短道速滑服最大減阻率超過10%；根據(jù)高山滑雪項目各小項速度差異較大的特點，細化有關(guān)比賽服設(shè)計，最大減阻率超過9%。

冰雪項目風險高，對于科研人員來說，能為運動員減少一點運動傷害，非常有意義

踏冰而來，翩然起舞，冰刀在偌大冰面劃過的痕跡漸次舒展；躬身向前，勢如疾風，轉(zhuǎn)彎處加速馳騁，幾乎貼冰而行；縱身一躍，盡情翻轉(zhuǎn)，那是天與地之間的自由……冰雪運動看似輕盈靈動，其實背后的危險性一點也不低。冬季項目運動員在高速運動狀態(tài)下，發(fā)生沖撞或拉扯，甚至引發(fā)危險的事例并不鮮見。據(jù)統(tǒng)計，2014年索契冬奧會損傷率為14.1%，2018年平昌冬奧會損傷率為12.6%，遠遠超過夏奧會。

以高山滑雪為例。項目時速可達130至140公里，運動員還要穿越旗門、完成比賽規(guī)定動作，肩部、大腿、肋下的軟組織極易受傷?！按┰狡扉T時，那個桿會反彈，運動員每天至少要滑二三十趟，就是要被打到兩三百次，全是淤青。他們特別不容易，對于我們科研人員來說，能減少一點他們的運動傷害，非常有意義?！眹叶具\動服裝裝備研發(fā)中心專項負責人、北京服裝學院教師張鳴雯表示。

歸國前，張鳴雯曾在澳大利亞迪肯大學前沿材料研究院工作，專攻摩托車騎行安全研究。國際雪聯(lián)規(guī)定的運動護具安全標準就是參考摩托車騎行安全標準設(shè)立的。2020年，她受邀回國參與科技冬奧冬季運動比賽服專項研究，她首先著手對滑雪項目防護裝備進行研究，與團隊開發(fā)了全新結(jié)構(gòu)的防撞擊護片。該組護具能有效保護運動員受擊打部位，且外形柔軟、靈活度高，對運動員的動作影響極小。不僅如此，項目組還為運動員配備了墊片、背甲等護具，賽服設(shè)計也采用了新型柱狀陣列式抗沖擊結(jié)構(gòu)和新型吸能緩震材料。

再看短道速滑。由于賽道較短，彎道提速容易滑出，加之運動員腳踩冰刀，瞬息之間，賽場上常常會出現(xiàn)運動員的跌撞擦碰，頸部、腹股部、腋部、臀部、下臂、手部、膝蓋都很容易受傷。為盡可能避免危險，國際滑聯(lián)從2003年7月1日起，要求所有運動員參賽時必須身穿防切割服。

考慮肌肉壓縮、服裝減阻等功能，該項目賽服使用新型的高彈防切割面料，運用專利技術(shù)，由單向防切割升級為雙向，在保持彈性的基礎(chǔ)上，防切割性能提高了20%至30%，給運動員提供了全方位防護，“冰刀劃不破”已不在話下。

張鳴雯介紹，這是兩種性能紗線的復合，同時結(jié)合了原料的超強超韌和超彈兩種性質(zhì)，所以就可以把它做成運動面料，同時它又有很好的耐刺割性能，防護功能更強。

“這其實是一對‘矛’和‘盾’的關(guān)系?！眲⒗蚪忉尩溃骸胺狼懈钅芰χ饕獊碜悦媪现幸环N高強高模纖維，它的缺點是彈性較差。防切割能力越強，必然導致服裝彈性減弱。我們的任務(wù)就是找到其中的平衡點，幫助運動員在適應(yīng)規(guī)則的前提下賽出好成績?！?/p>

國家冬季運動服裝裝備研發(fā)中心已建立起完全自主研發(fā)的高性能運動服裝體系，掌握了自己的知識產(chǎn)權(quán)

“速度類項目，比如短道速滑、鋼架雪車，服裝和裝備綜合減阻是核心；技巧類項目，比如花樣滑冰、自由式滑雪等，增強服裝的表現(xiàn)力是關(guān)鍵；綜合類項目，比如北歐兩項，既有點技巧，又帶點速度，就需要綜合考慮?！闭勂鹪O(shè)計心得，劉莉如數(shù)家珍。

在她看來，“暖”其實是賽服中“最不受關(guān)注”的部分。原因有三：一是競技運動賽前都會熱身，短短幾分鐘的比賽過程不需要保暖，而長距離項目比賽中會逐漸釋放熱量；二是如高山滑雪類項目，國際雪聯(lián)對比賽服的透風性等參數(shù)有嚴格規(guī)定；三是所有競技運動都是以成績?yōu)閷?，一切阻礙成績獲得的設(shè)計都會被認為是無效設(shè)計。

不過，賽前、賽后、日常保障中，保暖依然重要。為此，團隊也作出相應(yīng)設(shè)計：一是提升纖維保暖率，二是采用主動加熱技術(shù)，把電能轉(zhuǎn)化成熱量，將加熱膜和線植入訓練服裝中，保障穿著訓練服的人員在零下30℃環(huán)境下可持續(xù)作業(yè)8小時以上。

本屆冬奧會新增了自由式滑雪空中技巧混合團體項目，中國運動員具備一定優(yōu)勢，他們的表現(xiàn)令人期待。從服裝色彩、條紋設(shè)計到版型，科研人員也盡可能方方面面都為他們考慮周全，助力爭金。

在同一背景色下，不同的賽服顏色是否會對裁判打分產(chǎn)生一定的影響？能否有益于運動員去展現(xiàn)這個動作和一些技巧？答案是肯定的。

從比賽服的色彩入手，優(yōu)化設(shè)計方案，確保中國運動員的戰(zhàn)衣更美觀、更舒適、更給力，是“自由式滑雪空中技巧比賽服視覺設(shè)計要素對運動員技術(shù)表現(xiàn)評價的影響”課題組的任務(wù)。

根據(jù)賽程安排，該項目在下午6點后比賽。北京服裝學院服裝藝術(shù)與工程學院院長助理王藝璇介紹：“北京2月份的18點，天色已經(jīng)比較暗了，我們選擇深藍色甚至更深的顏色作為背景色，但是雪道顏色很淺，如果在背景色里比較凸顯，可能在雪道上呈現(xiàn)就比較弱。我們要判斷哪一部分動作是比較關(guān)鍵、需要凸顯的?！?/p>

除了色彩，團隊還把條紋設(shè)計納入考量。條紋的粗細、形狀如何、分布在比賽服的哪些位置，這些不僅會影響美觀度，恰當?shù)脑O(shè)計還會幫助運動員更好地施展動作，凸顯力量感，展現(xiàn)姿態(tài)美。

“運動員在空中起跳的時候是需要舉臂的，包括滑板的瞬間都是要抬臂的，這就需要我們這個面料有彈性。版型如果太寬松，會受到一些阻力的影響，起跳時的速度就不夠了。而有條紋的狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)過程當中，從審美上看，更有欣賞性，從技術(shù)表現(xiàn)上看，會顯得更直、更緊繃。”北京服裝學院副教授江影說。

光影、天氣、服裝動態(tài)、運動員姿態(tài)……好的設(shè)計不僅是呈現(xiàn)在圖紙上，更要放在真實場景中進行檢驗。三維數(shù)字化呈現(xiàn)技術(shù)的引入，就在一定程度上實現(xiàn)了把賽場帶進工作室，種種變量悉數(shù)納入考慮，全方位模擬觀眾視角、裁判視角，還原比賽現(xiàn)場，自然有利于得出更科學的結(jié)論。

此外，采集我國冰雪項目專業(yè)運動員的人體數(shù)據(jù)和體表形態(tài)，也是必不可少的關(guān)鍵一環(huán)。2021年3月起，劉莉及其團隊為400多名運動員進行了三維測量，通過大型測量設(shè)備和手持類三維掃描儀，有關(guān)運動員的人體關(guān)鍵指標及體型特征被精準記錄下來，為賽服設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。同時，他們還追蹤運動員的動作，細化研究其皮膚伸展規(guī)律，進而精細化設(shè)計比賽服的結(jié)構(gòu)，使其最大程度符合運動員的動作規(guī)律。

2000多份設(shè)計手稿，110多款樣服打版，超過800個小時的風洞測試，如今，國家冬季運動服裝裝備研發(fā)中心建立起完全自主研發(fā)的高性能運動服裝體系，掌握了自己的知識產(chǎn)權(quán)?！俺煽冇肋h屬于運動員與教練團隊，但對于參與其中的設(shè)計師、工藝師而言，場上取得的成績也是莫大的鼓勵，我們?yōu)閰⑴c到冬奧事業(yè)而自豪！”劉莉說。

本報記者 管筱璞

關(guān)鍵詞： 運動員 自由式滑雪空中技巧 迪肯大學 減阻 運動護具