大家好,我是北京服装学院刘莉老师,北京冬奥周期我带领团队为国家冬季运动员研发战衣。
今天我给大家讲讲战衣背后的故事。
我一直在很多的科普场合来宣传冬季项目,非常快,零点零一秒都很关键,零点零一秒就是制胜关键。因为很多的具体的冬季项目都是计时到小数点之后的第三位,所以呢,就是零点零一秒,都是制胜的那个关键数字。
我们是从系统性的角度来研发速度类这一类项目的空气动力性能的,首先我们要判断阻力的分布、阻力的主要位置,然后我们要织出合适的面料,然后做出合适的工艺,设计出最好的服装结构,甚至每一个工艺的方法都会影响到这个结构的走向等等,这样最终我们在风洞实验室中做了大量的实验来比较哪一种优劣。我们在风洞实验室中一共有1300多个小时的实验数据,当然工作的时长是远远超过这个的,那透过大量的实验来判定哪一种设计是最佳设计。

我们在做冬季装备研发的时候,总结了四个字,分别是“快、护、暖、美”。它指代了四个关键技术,其中“快”就是我前面一直在科普的降低空气阻力,提升空气动力性能;“护”呢,就是提升这整个运动装备过程中的防护能力;“暖”呢,是针对所有的冬季项目而言的,因为冬季运动普遍都是在低温下进行的,我们对它的保障类装备以及比赛类装备都会做保暖的这种改造,满足保暖的同时降低它的重量;“美”呢,是对技巧类项目而言的,它包括了我们大家都很熟悉、很喜爱的花样滑冰项目,同时也有滑雪空中技巧这一类的项目,那么本来都是我们的好项目,要确保在大赛上面得奖牌,我们必须攻克它的核心关键,这个“美”呢,不只是视觉中的美,而且有包含了科学的成分,让它美的有道理,美的能够得奖牌。
我们在刚刚执行这个项目的时候,国内这个相关技术是一片空白,大家都不熟悉,我们从阅读论文开始,然后我们同时邀请了国外的,比如是加拿大奥委会的主要技术官员来做我们的访问教授,来跟他们踏实地去学习,其实国内相关的标准、相关的发明专利非常的少,那么三四年这个研发过程中呢?我算了一下,大团队一共申请了50多个发明专利。到目前为止,我们还在不断地释出这样的发明专利,也是希望将我们获得的这些成果能通过知识产权保护把它维护住。当然,我们也非常技巧地发现某些关键点,我们以巧妙的形式保护住,不被公开。
运动员,尤其是雪上运动员,他们在日常训练的时候经常会遇到非常艰苦的这个低温情况。我还记得当时有一次这个温度骤降,北京其实低温可以到零下十几度二十度,然后运动员在坝上训练的时候能到零下二十度,直奔零下三十度。这样的一个非常艰苦的情况,要保障运动员的安全,那么我们为他的日常装备做了一系列的设计,比如说我们首先要选最好的这个外壳、面料、最好的絮棉,然后要增强它的保暖率,同时我们又做了主动加热的膜片,然后放到整个棉衣的内层,这样可以主动地提供一些积极保暖的这种供应,在温度很低的情况下,它也不受这个严寒的这个侵扰。其实这个技术发展得非常快,一八年我们开始去研发,到目前可能有七年的时间,这项技术已经快速地普及了。我们在很多商家,在很多的平台上面都见到了形形色色的、多元的、设计的、主动加热的设备装备等等,它已经完全在老百姓的生活中应用起来了。
我们在制作他们的比赛服结构的时候,特别是对有些项目,不是按照正常的直立的姿态去做的,而是一种弓身的状态。那么运动员穿上它的时候,是保持在一种弯腰状态下,向前滑行的一个状态,这个时候其实是最利于他的姿态稳定,同时又加上最良好的减阻设计。为什么不让他直身站起来呢?因为它以一弓身弯下的时候,部分垂的面料就形成了阻力,所以我们在运动过程中,按照他运动的姿态做他的3D版型,我们把这件紧身服叫做站不起来的紧身连身服,非常形象,他是运动员在弓身,向前奔跑状态下的一个身体状态。

我们在做紧身连身服设计的时候,有的时候会特别的采用一种以假乱真的视觉设计。我们采用一些条纹啊,一些走线,我们真正的目的是为了掩盖住一些结构线。那这些结构线又有什么功能呢?它其实是一种变相的减阻。经过我们的研发会发现不同的工艺,包括缝制的这个工艺手段,它这个缝合的高低都会影响到服装的整体性能。

花样滑冰这个项目,它的比赛服有一个专属的名词叫做“考斯滕”,是一个音译词,我们在做“考斯滕”设计的时候,有一个任务,也是一个目标,就是输出我们的中国传统文化,所以大家在很多以中国曲目为主的这个编舞设计中,它的“考斯滕”实际上你都能看到中国的文化。比如说彭程、金杨在冬奥会的那个曲目,我们是用了《韩熙载夜宴图》为灵感。我们当时男生选用的是红衣,因为《韩熙载夜宴图》中,主人翁是一个红衣啊,然后女孩子我们配了白衣,我们在女生的细节设计中还用了传统的牡丹花,一些涡纹的设计,让它每一个设计点都有中国故事,同时我们还采用了中国的传统刺绣苏绣。当然,苏绣是非常精细的一种刺绣品类,因为使用的材料多是具有弹性的,在弹性的布料上面做这种苏绣的处理,当时花了绣娘的大量的精力,也研发了新式的这种工艺手段。
我们现在再看当时为中国运动员100多个曲目做的100多套服装中,有接近一半都是中国文化背景的设计,这样在赛场上真的无形中就把我们的中国传统文化输出了,身上的服装被国外运动员称赞了,那就是我们给他特别设计的中国文化背景的战衣。
北京冬奥会结束之后,我们把一些科研成果,把它落地,推广到民用。比如说,我们在这个过程中研发的絮棉,还有主动加热膜、主动加热装备,现在推广得很好,在很多的品牌中在使用。同时呢,我们一些设计,比如说花样滑冰、“考斯滕”设计,我们也接触了更多的这个非专业运动员,我们给儿童、给小朋友也做设计,他们穿上我们的服装,非常的开心。
科研之路很漫长,量变才能形成质变。只有经过漫漫的积累期,才能达到最终的成功。
我是北京服装学院刘莉。
本文为科普中国·创作培育计划扶持作品
作者:刘莉 北京服装学院教授,国家体育总局备战2022年北京冬奥会“中国冰雪科学家”、北京服装学院服装科技研究院院长。
团队:人民日报数字传播
审核:宋立丹 中国纺织建设规划院 高级工程师
出品:中国科协科普部
监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 科普中国创作培育计划
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