图一:这些Ralph Lauren外套的设计使得美国队能够在2018年冬奥会的开幕典礼上保持温暖。
为何平昌冬奥会的运动员没有在寒风中瑟瑟发抖?
当全世界的运动员都聚集到韩国平昌,2018年冬季奥运会,这些运动员必须用自己的身体抵抗来自满洲平原和西伯利亚的寒风,并将室温降至7华氏度左右。气相学家认为这一届冬奥会可能是自1994年挪威的利勒哈默尔冬奥会以来最寒冷的一届冬奥会,在那一届冬奥会的开幕式上,由于白鸽可能无法忍受这样的寒冷,组织者不得不取消释放白鸽的计划。
对于那些设计制作美国国家队队服的设计者和工程师来说,他们不仅仅要解决原有的样式和气体动力学的问题,还需要解决在极度寒冷的条件下,保持运动员体温这一附加问题。 Ralph Lauren,该品牌为美国队的开幕式和闭幕式提供必要的配备,将迎接这一令人气馁的难题。这两个户外活动举办地可能是整个奥运会竞技场中最寒冷的地方,没有屋顶的全开放式平昌奥运会体育馆。在11月,有六个人就是因为在户外音乐会上表演而患上低体温症。
“我们了解那有多冷,并且想到利用可穿着技术来为运动员保暖。” David Lauren说, Ralph Lauren公司的首席创新官。结果:在红色、白色和蓝色的开放式典礼的派克大衣中印刷上条状的热传导金属墨水,墨水由银和碳组成(当然,美国国旗的形状),有一点像电热毯,只不过将电线换成了墨水。
运动员可以激活他们的自加热夹克通过在微小的锂离子电池的外壳上的按钮,一旦开关打开,电流将通过银墨水直到它们击中一个电阻碳垫,这将产生热量。这个加热系统设计成可持续供暖11个小时,同时,有三档可供运动员选择来控制他们自己的体表温度。由Ralph Lauren公司可知,这项技术是由汽车加热坐垫改进而来,从而使得奥运服装更具弹性和灵活性。在闭幕式上,美国队运动员身着的白色防水飞行员夹克采用了相同的基于墨水的保暖技术。
在大雪橇上保暖
美国雪橇队的运动员也将装备新型服饰,设计师说这些服饰可以为运动员提供两到四华氏度的升温,当运动员以每小时90多英里的速度在户外赛道滑行时。这个额外加热来自于新型的织布技术,被设计用来锁住身体的温度,这项技术被称为“ColdGear Infrared”,一种包括陶瓷材料和普通绝热材料的混合物。该公司表示,CGI将嵌入织物的羊毛衬里中,Under Armour公司负责设计美国雪橇和速滑团队制服的纺织工程师兼材料创新高级主管Mark Cumiskey说:“当你将它穿在皮肤上时,它会吸收并保持身体的热量。”(CGI织物的制造商声称它比同类织物的保温时间更长。)“增加的温暖在比赛前至关重要,当运动员站在山顶时,其相当于一个紧密且有弹性的保护层。”Under Armour公司高级产品经理Chris Laughman说,“运动员已经告诉我们,新套装比过去的套装要更温暖,同时,而且他们对此很满意。”
Under Armour的设计师在运动服的肩膀、上臂和后背上分别使用了不同的最先进的织物,以提供更好的空气动力学。“人们很容易认为,既然运动员藏在
他们的雪橇里,那这套运动服的空气动力学效果就毫无意义,”Cumiskey说,“但在雪橇赛中,即使是百分之一秒也是很重要,从运动员开始推雪橇的那一刻开始,任何产生阻力使他们放慢速度的东西,包括运动服在内,都会影响比赛的输赢。即使运动员在雪橇里面,他们的肩膀和背部也会暴露在空气中。“Cumiskey说,减少阻力可能会造成能否站上领奖台的差别。
几年前,为了找到这种更具空气动力学特性的材料,Cumiskey和其他人开始在美国加利福尼亚州Morgan Hill的Specialized自行车部件(Specialized Bicycle Components)风洞中为美国速度滑冰队测试新的织物。他们利用人体模特进行了试验,这些人体模型分别穿着100种不同面料的运动服。 一个被称为“H1”的候选织物是明显的赢家,其是由尼龙和弹性纤维制成,按照独特的编织方式,有助于降低风阻。Cumiskey说:“让H1在空气动力学方面更快的是空气通道(脊线的间距和深度)被设计到织物中。” 另外,当沿着H1的一个方向上用手划过时,H1拥有几乎察觉不到的锯齿状鲨鱼皮状纹理。 这种类似于砂纸的表面足以扰乱运动员身体上方的气流,使其能够轻微包裹在他们周围,同时,这种现象通过缩小其尾迹的尺寸来减少阻力。
Chris Yu作为Specialized公司的航空航天工程师兼集成技术总监,领导团队执行了这项风洞试验,也对H1的性能印象深刻,他说:“在实验的最后一天,H1使得人体模特能够在相同的驱动力下,受到更小的气动阻力,达到的速度更快。” 对于奥运选手来说,他们试图通过精细调节身体姿势以及运动服来维持上一纳秒的速度,即使是对于运动服的微小调整,也可能帮助她们将金牌带回家。