打破国外垄断!国产造雪机如何为冬奥会保驾护航?
资讯
2024-03-19
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开头
冬奥会中的高山滑雪项目,非常刺激!
运动员要以每小时130-140公里的速度,在陡峭的山间分分钟完成垂直落差800米以上的滑降。
除了考验选手的技术水平以外,对场地里面的雪也进行了一次"大考试"。如果雪的质量不行,那么运动员在飞跃、回转、滑行等动作就很难会有如丝般的顺滑。
为了满足这种需求,此次北京冬奥会用到了许多纯国产造雪机,进行不间断地人工造雪。
嗯!你没看错,之前我们还造不出合格的造雪机,这项技术一直遭到外国的封锁。
那么小小的造雪机能有啥难度?为啥我们造不出来?
人工造雪的必要性
想要举办一次冬奥会,用雪量那是相当庞大的。
比如滑雪障碍追逐赛道,需保证约71500立方米雪量,如果再加上融化系数后,将达到107200立方米。即使是面积较小的大跳台赛道,也需维持至少11000立方米雪量。
再比如一座5S级别的商用滑雪场,至少需要1.8万立方米的雪,才能堆满一条1km的初级滑雪道。如果要修建几十公里长的,那真的很头秃。
这还仅仅是一个项目,冬奥会有很多的雪上项目,仅仅是靠老天爷赏饭吃,纯天然降雪根本满足不了。同时,由于很多赛道通常建造在地形复杂的山间,如果从他处搬运天然雪,运输成本会很大。
所以对冬奥会举办地来说考验很大,尤其是对那些不怎么产雪的地方来说,压力就更大了,那怎么办?
哎,既然天然雪不行,那可以人工造雪呀!
这确实是个好办法!过去几届的冬奥会也是这么干的。
比如1980年普莱西德湖冬奥会,就是首届采用人工造雪措施的冬奥会,在后面的温哥华、索契以及平昌等地举行的冬奥会均大量采用了人造雪。2018年平昌冬奥会中,人造雪用量达到了总使用雪量的90%。
此次北京冬奥会更是第一届使用几乎100%的人工雪。而为了造出能够覆盖雪道的白雪,造雪机就成为了关键。
造雪机难点
造雪机的工作原理,基本是模仿天然雪的形成过程。
主要是把5以下的冷水和压缩空气混合装入零下25的蒸发器里结冰,然后用里面配备的切削机将冰块切碎,最后和空气一起喷出。
原理很简单是吧,但是这里面的内部流程很关键。
首先由压缩机产生高压空气送到核子发生器的喷嘴处,然后风扇负责把雾化的水雾吹到空气中抛散,核子器在空气和水形成一定的比例以后生成雪核,雪核在空中遇冷形成雪花,接着,在降落到地面上的过程中,它们冻结成雪晶。
所以你看成分虽然只有水跟空气,但核子器是造雪机的核心技术,现代新型的造雪机已经可以造出接近于天然雪的小颗粒片状雪花。
然而在过去,由于中国的滑雪运动并不是很兴盛,所以我们在造雪方面的经验和技术非常欠缺。
这么说吧,在2015年以前,别说提升造雪机的技术了,我们连一条像样的国际专业雪道都没办法造出来,不得不长期购买国外的造雪机。
2015年,北京赢得2022年冬奥会举办权,为了能够顺利举办冬奥会,我们的科研人员就开始攻克这个难关。
比如在2017年,由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室牵头,联合国内从事冰雪技术研究的单位和公司,组成科研项目团队,历经多年攻关,终于造出了国产造雪机,完全能够满足冬奥会的各种需求。
据介绍,这种造雪机造出来的雪密度通常在每立方厘米0.1克至0.4克,而冰状雪密度需要达到每立方厘米0.65克,若大于这个密度雪就会变成冰。
啥是冰状雪?
国际雪联要求高山滑雪的雪道表面,必须保持近似于冰面的结晶状态,也就是所谓的"冰状雪"。
这样的雪道硬度大,在运动员高速冲击和转弯的情况下,能保证雪道表面相对平整。而且选手不论第几个出场,雪道状态和积雪形状都能保持稳定。
如果使用冰状雪来为高山滑雪铺压道面,就仿佛在雪地建设了一条塑胶跑道。
不仅能够减小赛道表面对滑雪板的摩擦力、显著提高运动员成绩,同时还能提高运动员在滑雪时的舒适感、保护他们的身体关节,尽可能地延长运动员的职业运动生涯。
冰状雪的制作过程看似简单,铺雪、注水就行,但铺多少厚度的雪,隔多长时间注水等都没有具体参数。
为了成功打造属于中国人自己的冰状雪赛道,科研人员深入各个滑雪场和国家高山滑雪中心等场地进行冰状雪制作试验。
有些试验区气温一度达到零下二十多摄氏度,但团队成员们还是奋战在一线,为了早点服务于冬奥会,吃多少苦、受多少累都值得。
最终在经过铺雪、注水、压实、测量、分析以及成百上千次不同注水技术与压实方法的现场试验中,团队获得了一组又一组数据,通过对比,确定了最适合当地的冰状雪制作方案,也不断优化了造雪机的各项功能。
值得一提的是,国产造雪机造出来的雪,无论是从造雪质量,还是从造雪效率,都可以完全追上国外先进水平。
比如造出来的雪的松和软的程度,完全达到滑雪的需求,只有这样才能让前后出场的滑雪选手都能在相同状态的赛道上滑行,确保比赛的公平性。
那造那么多雪,会不会浪费水?
这个问题嘛,答案是不会。
造雪并非单纯地消耗了水,所造之雪会再次回到自然界的水循环中,如果对相应小流域善加规划设计,融雪将大部分回流到水库之中。
比如国家高山滑雪中心造雪使用的水源来自两个渠道,一是山下的天然湖泊,二是山上水源循环系统。该系统包含两个水池,分别收集降雨和化雪融水,实现高效率循环利用。
在雪季之后的融水以及日常接收到的雨水,都将通过赛区内的天然沟道汇流收集至位于海拔900米的塘坝内,用于赛区绿化和下一雪季的造雪。同时该塘坝还可作为景观水库,是赛区景观的重要组成部分,成为水资源可持续利用的典范。
最后
当然了,造雪机只是造雪系统众多部件之一,国产制造商在其他重点领域也迎来了突破,比如河北宣工制造的SG400压雪机。
这玩意可以在雪地上稳稳驶过,所过之处,雪面变得服服帖帖,形成一道道漂亮的雪条,恍如拉面一般。
既要使雪道平整松软不飞雪,又不能压得过硬造成结冰打滑,所以要求非常高。
此前,全球高端压雪车市场几乎为国外企业所占据,中国市场也不例外,比如德国凯斯鲍尔(kässbohrer)、意大利普瑞诺特(prinoth)两家。
如今河北宣工制造的SG400压雪机,打破了国外垄断,使中国在底盘悬挂、电控系统和液压传动等关键核心技术拥有了自主知识产权,填补了国内高端压雪机的空白。
它最大的特点就是:可攀爬45度的陡坡照样如履平地,能在零下40摄氏度打碎板结雪层,且储存有国内多种雪情参数,可快速应对雪况。
除了压雪机以外,在冬奥会上还首次投入了国产雪蜡车,涉及新能源动力、光伏发电、5G等多项技术,约20米长的车厢内有6个打蜡操作台。
正是有了它们的保驾护航,才能最终给大家呈现冬奥会的魅力!
最后感谢所有为我国冬奥会辛勤付出的人们,没有科研人员的付出和成果,就不会有科技冬季奥运会,同时也祝愿奥运健儿们能够取得满意的成绩!
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冬奥会中的高山滑雪项目,非常刺激!
运动员要以每小时130-140公里的速度,在陡峭的山间分分钟完成垂直落差800米以上的滑降。
除了考验选手的技术水平以外,对场地里面的雪也进行了一次"大考试"。如果雪的质量不行,那么运动员在飞跃、回转、滑行等动作就很难会有如丝般的顺滑。
为了满足这种需求,此次北京冬奥会用到了许多纯国产造雪机,进行不间断地人工造雪。
嗯!你没看错,之前我们还造不出合格的造雪机,这项技术一直遭到外国的封锁。
那么小小的造雪机能有啥难度?为啥我们造不出来?
人工造雪的必要性
想要举办一次冬奥会,用雪量那是相当庞大的。
比如滑雪障碍追逐赛道,需保证约71500立方米雪量,如果再加上融化系数后,将达到107200立方米。即使是面积较小的大跳台赛道,也需维持至少11000立方米雪量。
再比如一座5S级别的商用滑雪场,至少需要1.8万立方米的雪,才能堆满一条1km的初级滑雪道。如果要修建几十公里长的,那真的很头秃。
这还仅仅是一个项目,冬奥会有很多的雪上项目,仅仅是靠老天爷赏饭吃,纯天然降雪根本满足不了。同时,由于很多赛道通常建造在地形复杂的山间,如果从他处搬运天然雪,运输成本会很大。
所以对冬奥会举办地来说考验很大,尤其是对那些不怎么产雪的地方来说,压力就更大了,那怎么办?
哎,既然天然雪不行,那可以人工造雪呀!
这确实是个好办法!过去几届的冬奥会也是这么干的。
比如1980年普莱西德湖冬奥会,就是首届采用人工造雪措施的冬奥会,在后面的温哥华、索契以及平昌等地举行的冬奥会均大量采用了人造雪。2018年平昌冬奥会中,人造雪用量达到了总使用雪量的90%。
此次北京冬奥会更是第一届使用几乎100%的人工雪。而为了造出能够覆盖雪道的白雪,造雪机就成为了关键。
造雪机难点
造雪机的工作原理,基本是模仿天然雪的形成过程。
主要是把5以下的冷水和压缩空气混合装入零下25的蒸发器里结冰,然后用里面配备的切削机将冰块切碎,最后和空气一起喷出。
原理很简单是吧,但是这里面的内部流程很关键。
首先由压缩机产生高压空气送到核子发生器的喷嘴处,然后风扇负责把雾化的水雾吹到空气中抛散,核子器在空气和水形成一定的比例以后生成雪核,雪核在空中遇冷形成雪花,接着,在降落到地面上的过程中,它们冻结成雪晶。
所以你看成分虽然只有水跟空气,但核子器是造雪机的核心技术,现代新型的造雪机已经可以造出接近于天然雪的小颗粒片状雪花。
然而在过去,由于中国的滑雪运动并不是很兴盛,所以我们在造雪方面的经验和技术非常欠缺。
这么说吧,在2015年以前,别说提升造雪机的技术了,我们连一条像样的国际专业雪道都没办法造出来,不得不长期购买国外的造雪机。
2015年,北京赢得2022年冬奥会举办权,为了能够顺利举办冬奥会,我们的科研人员就开始攻克这个难关。
比如在2017年,由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室牵头,联合国内从事冰雪技术研究的单位和公司,组成科研项目团队,历经多年攻关,终于造出了国产造雪机,完全能够满足冬奥会的各种需求。
据介绍,这种造雪机造出来的雪密度通常在每立方厘米0.1克至0.4克,而冰状雪密度需要达到每立方厘米0.65克,若大于这个密度雪就会变成冰。
啥是冰状雪?
国际雪联要求高山滑雪的雪道表面,必须保持近似于冰面的结晶状态,也就是所谓的"冰状雪"。
这样的雪道硬度大,在运动员高速冲击和转弯的情况下,能保证雪道表面相对平整。而且选手不论第几个出场,雪道状态和积雪形状都能保持稳定。
如果使用冰状雪来为高山滑雪铺压道面,就仿佛在雪地建设了一条塑胶跑道。
不仅能够减小赛道表面对滑雪板的摩擦力、显著提高运动员成绩,同时还能提高运动员在滑雪时的舒适感、保护他们的身体关节,尽可能地延长运动员的职业运动生涯。
冰状雪的制作过程看似简单,铺雪、注水就行,但铺多少厚度的雪,隔多长时间注水等都没有具体参数。
为了成功打造属于中国人自己的冰状雪赛道,科研人员深入各个滑雪场和国家高山滑雪中心等场地进行冰状雪制作试验。
有些试验区气温一度达到零下二十多摄氏度,但团队成员们还是奋战在一线,为了早点服务于冬奥会,吃多少苦、受多少累都值得。
最终在经过铺雪、注水、压实、测量、分析以及成百上千次不同注水技术与压实方法的现场试验中,团队获得了一组又一组数据,通过对比,确定了最适合当地的冰状雪制作方案,也不断优化了造雪机的各项功能。
值得一提的是,国产造雪机造出来的雪,无论是从造雪质量,还是从造雪效率,都可以完全追上国外先进水平。
比如造出来的雪的松和软的程度,完全达到滑雪的需求,只有这样才能让前后出场的滑雪选手都能在相同状态的赛道上滑行,确保比赛的公平性。
那造那么多雪,会不会浪费水?
这个问题嘛,答案是不会。
造雪并非单纯地消耗了水,所造之雪会再次回到自然界的水循环中,如果对相应小流域善加规划设计,融雪将大部分回流到水库之中。
比如国家高山滑雪中心造雪使用的水源来自两个渠道,一是山下的天然湖泊,二是山上水源循环系统。该系统包含两个水池,分别收集降雨和化雪融水,实现高效率循环利用。
在雪季之后的融水以及日常接收到的雨水,都将通过赛区内的天然沟道汇流收集至位于海拔900米的塘坝内,用于赛区绿化和下一雪季的造雪。同时该塘坝还可作为景观水库,是赛区景观的重要组成部分,成为水资源可持续利用的典范。
最后
当然了,造雪机只是造雪系统众多部件之一,国产制造商在其他重点领域也迎来了突破,比如河北宣工制造的SG400压雪机。
这玩意可以在雪地上稳稳驶过,所过之处,雪面变得服服帖帖,形成一道道漂亮的雪条,恍如拉面一般。
既要使雪道平整松软不飞雪,又不能压得过硬造成结冰打滑,所以要求非常高。
此前,全球高端压雪车市场几乎为国外企业所占据,中国市场也不例外,比如德国凯斯鲍尔(kässbohrer)、意大利普瑞诺特(prinoth)两家。
如今河北宣工制造的SG400压雪机,打破了国外垄断,使中国在底盘悬挂、电控系统和液压传动等关键核心技术拥有了自主知识产权,填补了国内高端压雪机的空白。
它最大的特点就是:可攀爬45度的陡坡照样如履平地,能在零下40摄氏度打碎板结雪层,且储存有国内多种雪情参数,可快速应对雪况。
除了压雪机以外,在冬奥会上还首次投入了国产雪蜡车,涉及新能源动力、光伏发电、5G等多项技术,约20米长的车厢内有6个打蜡操作台。
正是有了它们的保驾护航,才能最终给大家呈现冬奥会的魅力!
最后感谢所有为我国冬奥会辛勤付出的人们,没有科研人员的付出和成果,就不会有科技冬季奥运会,同时也祝愿奥运健儿们能够取得满意的成绩!
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