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2022.03.09

“选手的夙愿化为了我们的梦想”!
丰田全力支持坐式滑雪板的研发工作

作为一家移动出行公司,丰田汽车一直以“让所有人都享受移动的自由”为口号,不断进行各种挑战,而其中之一便是支持残疾人体育运动用具的研发工作。

2022年北京冬季残奥会日本代表团的主将村冈桃佳选手以及第6次参加残奥会的森井大辉选手,二人皆是隶属丰田汽车的残疾人高山滑雪选手。

丰田汽车不仅支持着这两位运动员的体育活动,还活用研发汽车的know-how技术,帮助研发他们在比赛中使用的坐式滑雪板。

从左到右为森井大辉选手、村冈桃佳选手

这次,森田京之介主播直接采访到了坐式滑雪板的研发支援小组。面对2022年北京冬季残奥会,他询问了小组成员是如何进行相关研发工作的,同时也为大家介绍了完成后的雪具。

能感知到0.1mm之差的森井选手,丰田满足他的要求

森井大辉选手于2014年进入丰田汽车公司,彼时他已经参加过4次残奥会了。森井选手曾获得过世界杯年度冠军,唯一遗憾的是还没有在残奥会上获得过金牌。在2018年平昌冬季残奥会上,他带着与丰田合作研发的坐式滑雪板参加了比赛,但夺取金牌的夙愿并未能达成。不过,在面对2022年北京冬季残奥会时,坐式滑雪板的相关研发工作仍在继续。

残疾人高山滑雪中使用的坐式滑雪板由四部分组成:两个悬臂和底座组成的、名为“滑雪座椅架”的基本框架,由金属弹簧和减震器组合而成的“悬架”,用来坐的“座椅”,以及用来提高空气动力学性能的“前围板”,其性能非常重要。

森井选手想要的坐式滑雪板,需要能在高速滑行时保证滑板状态稳定,以此带来“顺畅灵活”的滑行,并且在施加巨大力量时也会具有“阻尼力(抑制弹簧振动的力量)”。

以这个要求为基础,森田采访了负责研发滑雪座椅架的一柳哲也、负责研发前围板的见田达哉以及负责设置悬架装置的西村泰辅。

从左到右为Toyota Compact Car CompanyTC底盘设计部的西村泰辅、汽车研发中心车辆技术研发部的见田达哉、丰田ZEV工厂ZEV B&D Lab的一柳哲也

森田:和2018年平昌冬残奥会时使用的坐式滑雪板相比,这次的坐式滑雪板最大的不同在哪里呢?

一柳:森井选手最擅长的是卡宾转弯,即转弯时将单板一侧板刃刻入雪里,在雪面上灵活转弯。他希望滑得顺畅灵活,同时也想转弯的时候干净利落,所以我们想了相应的解决方案。

森田: 具体采用了什么样的方法呢?

一柳:请看,座椅和滑雪板连接的部分叫做底座,这里我们将其分成了两半。由于拆分成了两个零件,滑雪板整体就拥有了很强的韧性,因而选手可以活用滑雪板的弯曲进行干净利落的转弯。

森田:还有其他不同的地方吗?

一柳:我们将座椅下面悬臂的材质从铝换成了碳。碳的特点是轻而强劲,自行车等物件上使用的干碳,在受到扭曲等复杂力的时候不会只是单纯反弹,还能够吸收微妙的振动,这便是其特性。

森田:为什么要在坐式滑雪板上加前围板呢?

见田:在研发2018年平昌冬季残奥款坐式滑雪板的时候,国外的选手就开始加前围板了。装前围板跑一圈的话,时间会快一两秒,所以我们以空气阻力小的前围板为目标,开始了研发工作。

森田:这次与2018年平昌冬季残奥款坐式滑雪板的区别在哪里呢?

见田:正如一柳所言,森井选手擅长卡宾转弯,他会把自己的身体无限贴近雪面。森井选手如此极限的操作会使前围板碰到雪面。为了不让前围板碰到雪面,我将其削了一下,结果空气阻力又增加了。

森田:原来如此,必须解决操作性能和空气阻力间二律背反的问题。

见田:是的,因此我们把它带到用来测定汽车空气动力学性能的风洞实验室,通过吹风来测量空气阻力,并不断重复这样的作业。

森田:森井选手的评价如何?

见田: 他说操作起来就好像没有加前围板那样,很容易滑。坐式滑雪板比汽车轻,因此能直观反映空气动力学性能的差异,所以我们以毫米为单位、以0.1mm为单位,不断试错、反复调整。

森田:那金属弹簧和减震器的作用是什么呢?

西村: 弹簧可以承受来自路面的冲击,但只靠弹簧是无法完全吸收震动的。所以,减震器的作用就是控制振动0.1mm为单位,不断试错、反复调整。

森田:那么,对于这个设置,森井选手有什么样的要求呢?

西村: 以多快的速度吸收震动、以什么样的程度控制震动等等,森井选手反映了这些希望。另外,我们需要根据悬架悬臂的角度来确定座椅的位置,也就是重心。在这个方面,森井选手通过自身精确到0.1mm单位的感知能力感受到了其中细微的差异,我们也根据他的想法进行了相关调整。

森田:森井选手去北京后有和他联系吗?

西村:应该会联系,毕竟还要考虑根据路面的坑洼状况来调整重心的位置和弹簧的硬度。但是,比赛中还有不确定的因素在,比如雪质和气温是只有当天才能知道的。可以说,我们现在和运动员一样紧张。

森田:和顶级运动员合作的感觉如何?

见田:森井选手有着一颗永不满足的探索心,是一个充满创意的人。所以,和他一起工作很令人兴奋。而且平时我们很少有机会能直接听到客户的想法,和他合作就能立刻得到反馈,我觉得这种感觉很新鲜。

“桃佳小队”,大家共同奋斗

村冈桃佳选手在2018年平昌冬残奥会上获得了5枚奖牌,其中包括金牌、银牌、铜牌,可以说是把所有颜色的奖牌都集齐了。2019年进入丰田汽车公司后,加上残奥田径,她挑战了“双刀流”,参加了2020年东京残奥会。

以2022年北京冬季残奥会为目标,名为“桃佳小队”的坐式滑雪板研发支援小组成立了。桃佳小队首先挑战的是在丰田汽车公司内部制造座椅和前围板。

村冈选手以前用的坐式滑雪板座椅坐着会感到疼痛,这会影响她转弯时候的发挥。因此,她提出想要大幅改变座椅的形状,而研发支援工作也就此开始了。

桃佳小队成员从左到右为MS Company MS车辆性能研发部的岩胁彩香、素形材技术部的船桥和树

森田:船桥先生担任座椅研发项目的负责人后,最开始的想法是什么呢?

船桥:村冈选手是拿过金牌的顶尖运动员,所以我觉得责任重大,压力也很大。

森田:您最初着手的课题是什么?

船桥:首先是座椅的形状。当初她说,因为之前转弯时,座椅设计成了身体会接触到板刃部分的样子,所以转弯的时候身上会感觉很痛。对于使用坐式滑雪板的选手来说,座椅就像靴子一样,如果穿着太宽松的话会滑不好,而如果太紧则身体碰到就会痛。另外,考虑到村冈选手受自身残疾的影响,左右肌肉有所差异,我们研发出了村冈选手专用的左右不对称座椅。

座椅

森田:除此之外,村冈选手对座椅还有什么要求吗?

船桥:村冈选手很重视在转弯过程中将身体贴近雪面时,座椅能在多大程度上配合弯曲变形。我觉得研发中最费力的,就是实现村冈选手所要求的弯曲感。

森田:弯曲感是指座椅的韧度吧。这方面要如何进行调整呢?

船桥:座椅是碳制成的,因为碳有厚度,所以不容易弯曲变形。考虑到这一点,我们需要调整其厚度。另外,碳是由纤维堆积而成的,纤维的堆积方式也能改变坚固感。

森田:接下来我将采访岩胁小姐,她研发出了在空气动力方面性能优越的前围板。那么岩胁小姐,什么形状的前围板能提升空气动力学性能呢?

岩胁:首先,为了让正面尽量不要损失多余的力量,形状方面要保证空气能够顺畅地流向后方。

村冈选手高速系坐式滑雪板

森田:我觉得这有点像新干线,新干线也需要重视空气动力学的。

岩胁:如果要追求空气动力学,那么这种平滑的形状很常见。

森田:前围板的后面是什么形状呢?

岩胁: 考虑到空气阻力的影响,前围板的后面最好不要卷入向后吹的风,要让空气的流动直线向后去。因此,与2018年平昌冬季残奥时使用的坐式滑雪板相比,这次的坐式滑雪板空气阻力系数降低了9%。

空气的流动直线向后的形状

森田:听说岩胁小姐平时也负责汽车的空气动力学设计工作,您觉得它和坐式滑雪板有什么共同点吗?

岩胁:虽然二者因形状和大小不同,不能放入完全相同的物品,但是一样可以活用空气动力学的知识,即前面部分让风顺畅流动,后面部分让空气的流动直线向后。

森田:反过来,它和汽车的区别是什么呢?

岩胁:应该是把零件安装在离人很近的地方这一点。坐式滑雪板必须要便于操作,同时不能碰到杆,这方面和汽车的空气动力学零件不一样。有些比赛是一边撞着杆一边通过的,所以坐式滑雪板追求的是轻且结实、不妨碍操作,同时能很好地处理空气阻力的形式。

森田: 那么您感觉如何?

岩胁:空气阻力方面确实有所优化,桃佳选手也在不断练习,所以这次肯定不会逊色于2018年平昌冬季残奥会的时候。但我心中还是隐隐觉得不安,担心出什么问题。

森田: 您是有种在一起奋斗的感觉吗?

岩胁:我是这么想的。参加了这个项目之后,我切身体会到,连作为研发人员的我都不愿意输。

坐式滑雪板的研发支援工作是与几家企业共同合作的,因此相关人员也很多。但是,所有成员的想法都是一致的,这份热情应该也传达给了身在北京的选手们。让我们期待他们在雪上展开的激烈角逐吧!

除此之外,ToyotaTimes演播厅“2022年北京冬季大赛”特别节目正在热播当中。节目为来自11个国家和地区的18名丰田残奥运动员(Global Team Toyota Athletes、简称GTTA)全力助威,同时将残奥体育的魅力展现得淋漓尽致。

另外还有针对森井大辉选手、村冈桃佳选手及其研发支援小组的特集报道。届时选手本人将在节目中亲自诉说雪具的重要性和比赛说明等,请务必多多关注。

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图中为丰田支持研发的“2022年北京冬残奥会”款坐式滑雪板。让我们一起回顾丰田和残疾人高山滑雪选手森井大辉、村冈桃佳一同挑战的造物之路。
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