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【原创】奥运专题 | 碳纤维助力竞技体育“更高、更快、更强”(一)

8月5日

第33届夏季奥林匹克运动会即“2024年巴黎奥运会”于当地时间7月26日开幕,奥运浪潮席卷全球。这不仅是一场速度与激情、力量与技巧的体育盛会,也是各种创新材料与技术展示的窗口。

碳纤维因其独特的轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀等特性,在体育赛事中被广泛应用,其能够显著降低体育器材和装备的整体重量,提高使用者的舒适度和运动表现;确保体育器材和装备在使用过程中承受各种冲击和负荷而不易损坏;能够在长时间使用后仍保持稳定的性能,延长体育器材和装备的使用寿命;且对多种化学物质和潮湿环境具有良好的耐腐蚀性,适合在复杂环境中使用。在本届奥运会的多个项目中,都能看到碳纤维的身影。

自行车项目

奥运会自行车项目包括场地自行车、‌公路自行车、‌山地自行车、‌自由式小轮车和小轮车竞速五个分项,但无论何种项目,目前比赛用的自行车大多为碳纤维自行车,在自行车的车架、前叉、轮组等主要配件中均采用了碳纤维及其复合材料。碳纤维及其复合材料的应用减轻了整车重量,提高了骑行的灵活性,有助于提升选手在比赛中的表现,轻量化的同时能够承受高强度的比赛需求。

图片来源:South China Morning Post

公路自行车项目装备的变动(1924 VS 2024)

在本届奥运中,我国选手参与山地自行车项目的比赛用车采用喜德盛品牌自主研发的全避震XC车,该奥运战车选用T1100碳纤维材料,整车采用了380片碳布,车架仅有1100g,整车重量9.4kg,是全球同级产品中最轻的产品。


图片来源:新华社记者李一博

中国选手伍志帆骑乘喜德盛碳纤维自行车参与山地自行车——女子越野赛

在场地自行车赛中,泰山体育专为中国国家队定制打造了瑞豹T24场地车,整体车架采用高模量碳纤维,使车架整体强度大幅提升;通过有限元分析及超声波无损检测以及15万次踩踏疲劳测试,空气动力学效果对比上一代产品提升5%,为中国健儿斩金夺银提供更有力的保障。同时,瑞豹品牌还为男子大组(公路自行车)、女子大组(公路自行车)、女子个人计时、女子全能(场地自行车)等提供了Robin Evo、Spark Evo和Gomera Evo三款碳纤维自行车,其中Gomera Evo车架采用了T1100超级碳纤维材料(UH-MS),最大限度地保证了重量、强度、刚性的组合。


图片来源:瑞豹官方

唐欣骑乘PARDUS瑞豹Gomera Evo战车出战巴黎奥运会女子个人计时赛

球类运动项目

碳纤维及其复合材料在高尔夫球杆、羽毛球拍、网球拍、曲棍球棒等球类产品中广泛应用。碳纤维应用在各类球拍或球杆上,可以减轻重量,提高运动员的反应速度;增强球拍的结构稳定性,减少球拍在击球时的扭曲和震动;精确控制击球的方向和力度等。其在不同的球类装备中发挥着不同的作用。据估计,全球每年的高尔夫球棒的产量约为3400万副,消耗碳纤维200t左右;网球拍市场容量约为每年600万副,约需要碳纤维700t。


图片来源:South China Morning Post

网球项目装备的变动(1924 VS 2024)

谌龙于上届东京奥运会使用的羽毛球拍为雷霆80,该球拍框采用高轻度碳纤维、高弹性碳纤维及M40X碳布,球杆采用高弹性碳纤维M46,具有高强度的特点,使球拍可承受大幅度弯曲同时还具有模量高的弹性优势。


图片来源:新华社

东京奥运会中国选手谌龙参加羽毛球比赛

TaylorMade作为高尔夫球杆领域的知名品牌,其M系列及Qi10系列高尔夫球杆广泛采用了碳纤维复合材料。如Qi10 LS高尔夫球杆运用了“Infinity Carbon Crown”设计,60层碳纤维双曲杆面,碳纤维覆盖杆冠总面积的97%,释放了更多质量,实现了良好的重量分布和容错性,同时实现了更高效的能量传输,提高了球速,是Tommy Fleetwood等选手的比赛首选用杆。


图片来源:TaylorMade

高尔夫选手Tommy Fleetwood使用Qi10 LS进行比赛

(下期将带来碳纤维在其他奥运项目中的应用,敬请关注)

参考资料:

[1] Carbontech,助力奥运,体育赛事中的碳纤维复合材料,https://mp.weixin.qq.com/s/P-XBoWHwzmB4YvWw8swpTw。

[2] PARDUS瑞豹官方,PARDUS奥运专栏:唐欣和她的奥运战车,https://mp.weixin.qq.com/s/itPV3aVbuCdh1PHWj5a59g。

[3]经济观察网,泰山瑞豹飞驰奥运会,https://www.163.com/dy/article/J83SN9FU05199DKK.html。

[4] 赛奥碳纤维技术,2023全球碳纤维复合材料市场报告,https://mp.weixin.qq.com/s/_9_jXw6biCoXTzPrvh-lIA。

(来源:纺织导报官微)


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