自由式滑雪空中技巧是冬奧會最具觀賞性的比賽專案之一，運動員要在空中做出一系列高難度空翻、轉體等動作，穩定落地滑行，才能完成比賽。因動作技術要求極高，運動員頭部保護至關重要。頭盔是這項運動的核心裝備。

2020年，大連理工大學“結構強度與輕量化設計”國防科技創新團隊，在國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項的支援下啟動滑雪頭盔研發。2021年，成功研製出新一代高科技滑雪頭盔。

這是一款科技含量和顏值都線上的滑雪頭盔，它的重量只有700g左右，在不大幅增加厚度和重量的前提下，防護效能比歐洲標準至少提升了20%。之所以如此，是因為它藉助了我國體積最大的大火箭“胖五”的外殼製造技術。

滑雪頭盔和火箭外殼在製造方面有相似的指標要求。一方面外殼的強度和剛度要過硬。無論是火箭還是頭盔，在高速運動中，都要承受各種各樣的力學載荷。

在承受巨大載荷的過程中，一要保證外殼的強度達標，即使受到巨大的衝擊力也不破損，二要保證外殼的剛度達標，即外殼受力後不變形。

另一方面要足夠輕。火箭要想達到較高速度就需要儘可能提高推進劑在整個火箭中的質量比重，換言之，火箭的殼體越輕越好。滑雪頭盔同樣要求輕便，在高水平的體育競技中，裝備輕一分可能就會導致截然不同的競賽結果。

但殼體的輕薄性和剛硬度之間存在矛盾，為了解決這一矛盾，火箭在設計時採取加強筋技術。火箭的殼體內部分佈有許多的筋結構，經過精密計算的筋結構能夠承受巨大載荷。

滑雪頭盔的製作借鑑了火箭的加強筋結構。頭盔有一定的厚度，但頭盔的外殼並不是實心的，頭盔外殼的內外兩層結構之間採取了類似火箭製造的加強筋結構。

據悉，這項技術來源於大連理工大學程耿東院士指導、王博教授牽頭的科研團隊十幾年的研究積累。此前，他們曾利用這項航天薄壁結構設計科技技術為長征五號運載火箭“胖五”成功減重1145公斤。

據介紹，在這款頭盔的設計研發中，科研團隊運用曲線加筋變剛度的設計技術，大幅提升了頭盔的抗衝擊變形能力，為運動員提供了更高的安全防護級別。

同時，頭盔的材料也有所創新。科研團隊在大量測試後使用碳纖維、玻璃纖維、彈性體三種成分合成的新材料，在保持衝擊韌度的同時，大幅提升了頭盔的抗衝擊吸能效率，對運動員起到了更好的保護作用。

此外，科研團隊還充分考慮到亞洲人的頭型特徵，採集了大量國家隊運動員的頭型資料並研發了設計軟體，實現了運動員頭盔的定製化，有效提升了長時間佩戴的舒適性。

釋出於：江西