人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

随着2022年2月4日冬奥会的正式举办,北京光荣地成为了历史上第一个“双奥之城”,吸引了世界各国广泛的关注。但是在成功的背后,其实隐藏了常人不知道的艰辛。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

与夏季举办的奥运会相比,冬奥会需要的不仅是达标的温度,还要有特定的环境,也就是用于举办比赛的冰与雪。那么,举办比赛的工作人员如何确保比赛时有足够的冰雪?这些冰雪又该如何储存呢?

人工造雪的必要性

中国在2021年的平均气温约为10.7℃,这也是从1961年至今温度最高的一年。这意味着北京举办冬奥会时自然降雪的可能性变小,给冰雪项目的顺利进行带来了巨大的挑战。

当然,降雪量也不是越多越好。降雪量不足会使运动项目无法开展,降雪量过多也不利于运动员的发挥,同时还妨碍交通和人们的正常生活。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

除此之外,自然降雪具有很大的不稳定性,而且还非常松软。在运动员滑雪的过程中,赛道上的雪可能会因为摩擦温度升高或者运动幅度过大而融化。雪的硬度发生变化之后,正在比赛的运动员一不留神便会陷入雪中,突如其来的摔倒甚至会给运动员的职业生涯带来不可挽回的伤害。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

因此,人工造雪在冬奥会的举办中是必不可少的。人工造雪可以克服自然雪的弊端,还能人为控制需求的雪量,是最好的选择。

然而因为中国很少举办大型的冰雪运动,在人工造雪的核心技术上一直很难突破,甚至在2016年之前,中国连一条符合要求的专业比赛赛道都没办法建造。那么,人工造雪究竟难在什么地方?

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

造雪技术的核心要求

人工雪又称冰状雪,它比自然雪的密度更大,融化的速度也更慢,由它铺就的赛道也结实得多,更符合专业比赛的要求。

用于造雪的机器不难制造,它的造雪原理也很好理解。那就是把温度低于5℃的冷水与压缩之后的空气混合到一起,然后利用零下25℃的蒸发器为容器,使混合物结冰。最后将冰块切碎,与空气一同喷出,这样就得到了比赛需要的人工雪。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

可是,既然造雪机的原理如此简单,为什么中国一直无法拥有独立自主的造雪技术呢?

其实,人工造雪主要难在对“雪”的要求十分苛刻。如果造出来的雪颗粒过大,给人们的感觉就像石子铺起来的路的一样。因为路面粗糙,运动过程中的参赛人员很容易摔倒。如果造出来的雪颗粒过小,就会变得如同自然雪一般,太过松软,这同样会使运动员受伤。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

可是,想要成功造出符合要求的人工雪很难,这一直是我国造雪机器更新换代需要满足的重点与难点。

要知道,在2021年之前,如果中国要举办冰雪运动会的话,需要西方专家对赛道用雪进行检测,不过这些专家只会告诉我们合格还是不合格,至于核心技术与评判标准却是无论如何也不肯透露一个字。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

只是本次北京冬奥会的成功举办让世界喝彩,也让这些西方专家大为震撼,中国对人工造雪技术的研究从一无所知到成功掌握,只花了五年的时间。

中国攻克人工造雪技术

为了拥有属于我们自己的人工造雪技术,不被西方“卡脖子”,中国科学院在2017年特意组成了一支科研团队。在院士秦大河等人的带领下,全力研究攻克这一核心技术,争取为2022年北京冬奥会的顺利举办提供强有力的用雪保障。

众人斗志满满,但是研究过程中的艰辛却难以忽略。

首先,造雪机的运行条件很严苛,对温度、湿度都有要求。温度要在零下5℃到零下15℃之间,空气湿度要保持在80%以下,最好还要有轻微的风吹过。这意味着我们的科研人员必须在室外进行造雪机的试验、观察和检测。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

不仅如此,冬奥会除了花样滑冰、短道速滑等冰上运动,还有滑雪运动。滑雪跑道的特殊性在于它一般选在有一定坡度且海拔较高的地方,所以如何均匀地将人造雪铺满赛道也是一个难题。更别说每一条合格的冰状雪赛道,都要经历几十次甚至上百次的铺雪压实、注水结冰的工序。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

但是我们的科研人员并没有因为环境的恶劣就松懈,甚至每天工作到天黑才休息,日复一日。他们忽略了手上的冻疮,不顾被口罩勒出深深痕迹的脸,克服难以忍受的高原反应,坚持奔赴在研究的一线。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

这才使中国在五年的时间里,从无到有,精准地掌握了人工造雪技术,并且还能根据不同比赛的赛道需求造出直径不同、密度不同、含水量不同的人工雪。与此同时,中国储存雪的方式与技术也在不断进步和创新。

中国高效储存人工雪

有了造雪的机器还不够,为了应对比赛中可能出现的种种情况,我们必须做好二手准备,那就是提前储存好一定数量的雪。

但是,雪的储存成本是非常高的。首先是冷库的选址,必须选在离比赛场地较近的地方,方便雪的运输。其次,一座5S级的滑雪比赛场地至少需要1.8万立方米的雪,这就意味着冷库每天都要消耗大量的电力来保证雪的制冷条件。最后,冷库的建造还需要大量的人力、物力和财力,后期的维护工作成本更是难以估计。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

中国为了解决雪的储存问题,北京冬奥会组委会派遣了一支雪务公关团队。在王飞腾等人的领导下,其团队20多名成员决定将雪的主要储存场地放在首钢滑雪大跳台。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

他们储存雪的时候将其堆成山丘土坡的形状,用不同种类的物品覆盖在雪上,再观察哪种方案下的雪受太阳光照和气象变化的影响最小,由此选出最合适的储雪材料。经过无数次的实验,他们最终发现“土工布+泡沫塑料”这一组合是最实用,成本最低的。

除此之外,因为“土工布+人工塑料”可以有效减缓雪的融化速度,科研人员就想到将这一模式运用到保护冰川的实践中去。这样既保护了我国的冰川生态环境,还做到了绿色发展与可持续发展。

总结

历经五年的时间,1800多个日夜的辛苦研究,中国又掌握了一项技术的核心要求,而且做得比想象中的更好。目前,中国还可以根据不同的要求,造出不同颗粒的人工雪,而且还研发出了更高效节能的储雪方法和技术。

人工造雪技术遭外国封锁,从一无所知到成功掌握,中国只花了五年

2022年2月北京冬奥会的成功举办正是这一技术成功研发的最好呈现。相信在未来的发展中,只要我们坚持走独立自主的道路,保持自强不息的精神,不论遇到什么困难,我们都能克服,彻底摆脱在各个行业被西方国家“卡脖子”的场面!

参考资料:

气水混合式制雪机造雪性能实验研究 陈爱强,刘斌,李斌 2020-2-07

降雪环境试验参数分析 郭腾,张颖,吴敬涛 2020年15期

作者:静静 校稿编辑:李子

搞事情!那些不能说的秘密都在这里   关注公众号:求知百科  

         

本文来自网络,不代表求知百科立场,转载请注明出处:http://www.hfxhjqr.com/246.html

作者: admin

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。

联系我们

联系我们

0898-88881688

在线咨询: QQ交谈

邮箱: email@wangzhan.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部