薄薄一張網(wǎng),厚度僅有4毫米,卻能承受20噸的拉力。在北京冬奧會(huì)張家口賽區(qū)云頂場館群,一項(xiàng)“黑科技”讓人眼前一亮。賽時(shí),一道防風(fēng)網(wǎng)可以防范每秒十幾米的大風(fēng),保障運(yùn)動(dòng)員安全和比賽順暢進(jìn)行。這項(xiàng)技術(shù)不僅打破了國外壟斷,還得到了國際雪聯(lián)等專家的一致認(rèn)可和高度評價(jià)。
建網(wǎng)確保比賽不受風(fēng)速影響
云頂場館群承擔(dān)空中技巧和U型技巧場地等比賽項(xiàng)目。由于運(yùn)動(dòng)員起跳高度大,空中動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)員的安全受風(fēng)的影響較大。在大風(fēng)影響下,運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作容易變形。大風(fēng)還會(huì)將運(yùn)動(dòng)員吹離預(yù)定著地點(diǎn),使其更容易受傷,在此前比賽中就曾出現(xiàn)過類似情形。若預(yù)報(bào)的風(fēng)速超過比賽的風(fēng)速要求,比賽還會(huì)延期進(jìn)行。因此,國際雪聯(lián)建議比賽時(shí)賽道的風(fēng)速應(yīng)在每秒3.5米以下。
工作人員通過對兩個(gè)場地附近氣象臺(tái)站歷年的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),在冬奧會(huì)比賽同期,風(fēng)速在每秒3.5米以上的比例較大,因此有必要在場地旁邊建設(shè)防風(fēng)網(wǎng),以保證比賽的順利進(jìn)行和運(yùn)動(dòng)員的安全。
國產(chǎn)化打破外國公司壟斷
此前設(shè)計(jì)生產(chǎn)冬奧會(huì)使用的防風(fēng)網(wǎng),一直被歐洲一家公司壟斷,該公司針對防風(fēng)網(wǎng)的報(bào)價(jià)高、周期長。于是云頂場館群決定嘗試在國內(nèi)尋找解決方案。
石家莊鐵道大學(xué)風(fēng)工程研究中心主任劉慶寬教授從事專業(yè)抗風(fēng)研究20年,主要從事橋梁、土木工程的抗風(fēng)研究,此前曾經(jīng)承擔(dān)了首鋼滑雪大跳臺(tái)抗風(fēng)專項(xiàng)研究。他說:“不要小看風(fēng)災(zāi),全球每年自然災(zāi)害85%的經(jīng)濟(jì)損失都來自風(fēng)災(zāi)及其次生災(zāi)害。”基于團(tuán)隊(duì)豐富的抗風(fēng)研究經(jīng)驗(yàn),結(jié)合云頂滑雪公園的地形、賽道、氣候等各類相關(guān)數(shù)據(jù),劉慶寬與團(tuán)隊(duì)成員加班加點(diǎn),通過反復(fù)的電腦模擬計(jì)算和大量的風(fēng)洞試驗(yàn),最終確定了防風(fēng)網(wǎng)的最佳內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
不過在具體生產(chǎn)中又遇到難題:市場上根本找不到同類產(chǎn)品。最后,研究團(tuán)隊(duì)找到防風(fēng)網(wǎng)編織機(jī)器的生產(chǎn)廠家,從改造機(jī)器設(shè)備入手優(yōu)化編織工藝,通過反復(fù)嘗試,最終采用12針的編織技術(shù)將成品按要求編織出來。
雪白防風(fēng)網(wǎng)科技含量高
在視覺上,白色的防風(fēng)網(wǎng)與周圍的冰雪環(huán)境融為一體。一張看似平常的防風(fēng)網(wǎng),內(nèi)里卻有很多科技含量。
“防風(fēng)網(wǎng)的受力性能首先要接受考驗(yàn)。”劉慶寬說,厚度大概只有4毫米的高密度聚乙烯材質(zhì)防風(fēng)網(wǎng),內(nèi)部有著復(fù)雜的立體空間結(jié)構(gòu),孔洞的組合可恰好滿足防風(fēng)與透光雙重性能需要,以及強(qiáng)風(fēng)下的抗拉性能需要,“防風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊實(shí),透光性比較好,這樣在比賽中不至于給運(yùn)動(dòng)員視覺上的壓迫感。”
崇禮陽光充足,紫外線強(qiáng)烈,防風(fēng)網(wǎng)必須使用抗紫外線材料,但這種材料卻影響阻燃性。為了提升防風(fēng)網(wǎng)的性能,研究團(tuán)隊(duì)在絲線原料中添加了各種功能材料,以達(dá)到抗紫外線、阻燃、耐低溫的目標(biāo)。塔桿采用了噴塑工藝,以確保長時(shí)間暴曬不變色。團(tuán)隊(duì)通過研發(fā)的電氣控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了低溫風(fēng)雪環(huán)境下快速便捷張開和收回的功能,以滿足賽時(shí)張開防風(fēng)、比賽間隙收回通行壓雪車的要求。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的防風(fēng)設(shè)施方案造價(jià)遠(yuǎn)低于國外公司的報(bào)價(jià),集成和建設(shè)周期僅為兩個(gè)月,防風(fēng)效果好,能在99%以上的概率保證比賽的順利進(jìn)行。該技術(shù)得到了國際雪聯(lián)和國際奧委會(huì)的一致認(rèn)可和高度評價(jià)。冬奧會(huì)時(shí),空中技巧和U型技巧兩個(gè)場地邊各9根雪白色塔桿,8塊平展的雪白色防風(fēng)網(wǎng),配著鮮艷的冬奧會(huì)會(huì)徽,將成為云頂場館群的一道靚麗風(fēng)景。
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