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中国的“刷子”鞋:冬奥雪车贴地飞行的秘密

媒体滚动 2022.03.12 17:30

文 | 黄子懿

中国选手闫文港深吸一口气,在教练的呐喊中,以百米冲刺的速度,推着一辆呈铁板状的钢架雪车向前狂奔行进。30米后,他俯身坐上雪车,像是一枚冲出弹膛的子弹,驶入了雪游龙赛道中,以近130公里的时速飞驰,他人伏在车身,时而蜿蜒回转,时而直道狂飙。四次滑行后,他以4分1秒77的总成绩冲过终点,荣获铜牌,在冬奥会上创下历史。

中国选手首次在该项目中登上冬奥会领奖台,实现“零”的突破。几天之后,中国雪车队也创下参赛以来的最佳名次。雪车和钢架雪车,均属于北京冬奥会7个大项目中的雪车大项。本届冬奥会上,中国队在雪车大项上的进步速度,就像是雪车在“雪游龙”赛道一般飞驰。

2022年2月11日,北京,2022北京冬奥会男子钢架雪车第3、4次滑行,中国队出战。(图|视觉中国

雪车大项是一项纯速度的竞技,平均时速超100公里,钢架雪车最高达140公里/小时,雪车最高160公里/时,运动员要在过程中通过重心控制与制动,达到赛道中的快速与平衡。比赛中,起跑是最重要的环节,为雪车提供比赛中最大的、也是唯一的动力。“前期的助推是最关键的。”中国钢架雪车队队长耿文强说。钢架雪车助跑距离30米,雪车50米,依赖于选手的短距离爆发冲刺。有过短跑训练经历的选手在此项目有一定优势,中国钢架雪车选手殷正曾练过短跑,男子百米选手张培萌在退役之后,也曾短暂地训练过该项目。

冰面上的冲刺跑,鞋子尤为重要,要提供在冰面上的抓地力与助推力。如果你仔细留意,不难发现运动员穿的都是特质的鞋子,鞋底布满细钉,呈“刷子”(Brush)状排列,远看上去就像是一把刷子,因而也被称作刷子鞋(Brush Spikes)。在本届冬奥会上,中国选手在雪车大项上所穿的鞋子,都是由官方赞助商安踏自主研发的专用雪车鞋。安踏提供的数据显示,在2021年12月的运动员赛道实测中,在起跑推进阶段,安踏鞋相较于某外国品牌,最高能将速度提升0.054秒,平均提高0.023秒。

图|@中国奥林匹克委员会

一项速度与激情的比赛中,选手的差距常以百分秒计算。这不起眼的改变的零点零几秒,往往能决定冠军的归属——2021年的钢架雪车世界杯分站赛上,冠亚军仅差0.06秒。“这双鞋正是我们需要的。”国家体育总局冬季中心运动表现总监克里斯汀·柯林斯(Kristin Collins)在评价这双鞋时说。

然而,仅仅在两个月前,这双鞋能否出现在冬奥会上,还是一个问号。2021年12月,当我在位于福建晋江的安踏总部探访其运动科学实验室时,研发人员还在为这双鞋加班加点忙碌着。“正常我们开发一款普通的运动鞋,需要18个月的时间,但是这个项目从来到尾中总共超不过5个月,对我们的挑战来说前所未有。”安踏设计高级总监郑永先说。

“中国鞋都”2010年落户陈埭,陈埭产业链完整,有专门的鞋底供应工厂(黄宇 摄)

研发“刷子鞋”的任务,是在2021年9月紧急转达给安踏的。在本届北京奥运会“科技奥运”的理念加持下,组委会、国家队在所有项目中的装置设备都要尽可能地自研自造。比如,“雪游龙”赛道的打造,出自自主研发的专用混凝土喷射料以及历经一年“魔鬼训练的国内首支混凝土喷射手团队;再比如,红色的雪车也是国产,动用了我国航天技术,相较于进口雪车风阻系数降低5%,车速提升3%。

鞋子也不例外。安踏运动科学实验室高级研究员杨礼对我说,“刷子”鞋很小众,国内外制造商极少,连耐克也没有做过。本届冬奥会之前,制鞋主要的工艺技术一般垄断在海外品牌手中,比如奥运会选手喜欢穿的阿迪达斯。中国国家队的冬奥会集训中,国内曾有某小品牌做过一款,但队员在试穿后反馈不是很好,于是2021年9月紧急向安踏提出研发需求。

安踏的质量检测实验室内,工作人员正在测试一双鞋的性能

为此,安踏联动各部门组成了研发团队,郑永先、杨礼等研发人员连续投入到工程中。但这双鞋应该怎么做?他们最开始心里没有底。“鞋子的关键点有两个,一个是在起跑助推的时候,鞋子要给运动提供足够的抓钉能力,把推车的速度提上去,其次在钢架雪车这个项目上,鞋子还要抗风阻,风阻越小,速度越快。”杨礼说。团队在连轴转的同时,还要保持极度的精细,“因为这是奥运会的装备,不能有任何瑕疵。”

首先的挑战即是鞋钉。国际雪联要求,用于推车的鞋子必须是钉鞋,每只鞋至少有250个鞋钉,长度不超5毫米、直径不大于1.5毫米。这些钉子必须以刷子的形式排列,间距极小且统一,鞋钉密麻,整齐排列。运动员踩实在冰面上,能发出“咯吱咯吱”的声音。

精密排列的“刷子”对国内工厂的工艺提出了极高要求。最初设计的鞋钉数量在250到300个之间,长度统一在4.6毫米。研发图纸出来后不久,杨礼去了一趟广东的代工厂看样品,发现制成样品中,细钉有的长度在4.1毫米、有的在5.1毫米,钉子参差不齐,有0.5毫米左右误差。没办法,他们只好打回重来,重新梳理流程,“你都无法想象0.5毫米是一个什么概念。”杨礼说,那种精细程度,肉眼很难识清。最后,他们采用了3D打印钛合金鞋钉,才完成这一紧密制作,这在行业内属于首创。最后的成品鞋中,鞋钉是交错式排布的,根据实验结果,每排鞋钉可提升14%推进力。

第二个切入点是导流。雪车飞驰时,所受空气阻力越小越好,因而其造型一直是宛如F1赛车的流线型。过去,外国品牌的鞋子虽也是流线型,但多年前就止步于此,一直没有进一步创新和优化。“最关键的是这款鞋子已有20年的历史了,从来都没有更新过。”在安踏发布的影像资料中,克里斯汀·柯林斯拿着某外国品牌的雪车鞋说。

制鞋工人们在将鞋面和鞋底粘合在一起(黄宇 摄)

为此,研发团队在对比多款鞋子后,提出了独特的设计思路。在模拟风阻的实验中,他们觉得,可以在鞋侧加上三条直径约1厘米的杠缝。“我们发现这对导流会有帮助,能减少风阻。”杨礼说。后来经改进,鞋子由采用行业独创的导流板和翼型降阻设计。“钢架雪车在历史上没有任何鞋子有过导流板的设计,这也是行业上首创,降低了10%的阻力,这是我们的秘密武器。”郑永先说。

最后,为了进一步提高速度,团队还将旗舰篮球鞋的工艺用在了这款鞋中。2021年销售火热的KT7汤普森第7代签名篮球鞋中,融入了安踏研发的氮科技中底。这一次,该氮科技中底也被应用于雪车鞋中,其原理是氮气超临界发泡技术,使中底具备耐低温、高回弹的特性,材料回弹率高达82.6%,雪车鞋还配备了鞋底异形曲面碳板科技材料,能使回弹力提升2%。

2021年7月,安踏在上海展示东京奥运会中国体育代表团的领奖服和加油T恤 (黄宇 摄)

在2021年12月举行的赛道首次实测上,教练团队对鞋子最后的成品表示了高度认可。克里斯汀·柯林斯对应用在鞋中的中底和碳板赞不绝口。“柔韧性和强度都很好,这双鞋正是我们需要的。”克里斯汀·柯林斯指着鞋底碳板说,“你看这里的碳纤维,这意味着当鞋底弯曲时,你会得到额外的速度和能量爆发,这是非常非常独特的。

运动员们对此体会更深。它穿着柔软,脚感舒适。中国钢架雪车队队员林勤炜感觉,这双鞋扒冰的脚感很有利,钉子的排列不一样,抓冰力很集中。“帮助挺大的,能感觉到,尤其是向下的那一下,它回得特别有劲儿。”队员张京也说,“向下的力它会给你反馈更多,我们平常夏天的体能训练,有时候你练一年,都提高不能0.1(秒),就能那种感觉能提高0.05到0.1(秒)左右。”

最后的实测结果显示,穿上这款国产鞋后,相较于外国品牌,运动员在起跑推进阶段的成绩平均提升0.023秒,最高提升0.054秒——在奥运赛场上,这足以创造出名次的差异。穿着这双鞋,在本届冬奥会上,建队7年中国钢架雪车队、建队6年的中国雪车队接连创下历史,实现了中国在雪车大项上的重要突破。

仅这一款鞋子,就一共含有了12项研发专利。不过由于雪车运动当前还非常小众,鞋子还不能在商业市场上进行变现,但这并不能妨碍安踏这样的国产品牌的热情投入。“我们有责任有义务,把这些核心科技能够赋能到大众的运动项目里面,这是这个项目背后更重要的价值。”郑永先说。

参考资料:安踏 x一条 纪录片《贴地飞行》

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