从无到有：看造火箭的工程师如何用碳纤维复合材料打造中国雪车
雪车也称“有舵雪橇”，是乘坐可操纵方向的雪橇在冰道上滑行的运动项目。凭借比赛时风驰电掣的速度，雪车一直被认为是最刺激的冬季项目之一。1988年，雪车滑降的速度已由20世纪20年代初期的50千米/小时，提高到143千米/小时，被称为“雪上F1”。
对大多数国人来说，雪车项目略显陌生。但早在1924年第一届冬奥会时，已成为正式比赛项目，而中国直到2016年才成立了自己的国家雪车队。
从雪车的比赛形式不难看出，在这个项目中，除去运动员自身的经验和技巧，雪车装备的先进性很大程度上左右了比赛的胜负。今天就和大家来分享下由纺织力量打造的首款中国雪车。
从无到有 — 中国雪车诞生记
2022年1月4日，习近平总书记在考察北京冬奥会、冬残奥会筹办工作时，观看了第二代碳纤维复合材料国产雪车的成品。这是航天材料及工艺研究所工程师们两年零三个月努力的结晶。
这样的成绩得来不易。要知道，2019年10月，当航天材料及工艺研究所接到制造全中国第一台雪车的任务时，所内甚至找不出一个见过真正雪车的工程师。
项目正式成立后，可以参考的也只有一本国际雪联的技术标准。后来才又引进了两台老款雪车，但是应供货方要求，均不能拆解。这无异于要求他们 “闭门造车”。
但对于这些造火箭的工程师来说，不断克服困难、迎接挑战早已是家常便饭。
航天材料及工艺研究所结构复合材料中心副主任左小彪：“它的结构跟航天装备非常接近。一个是气动，气动是负责外形的；一个是结构设计，就是做强度保证的。我们有控制，也有制造，最后有检测，跟运载火箭体系是完全一样的。”
碳纤维复合材料打造中国雪车
凭借以上的初步认识和整体思路，工程师们接下来开始考虑选择什么样的材料。
航天材料及工艺研究所结构复合材料中心高级工程师周宇：“对这个装备来说，首要目标是减阻，这是为了提升成绩；第二它是运动员来使用的，所以可靠性要高。基于以上两点，对材料提出的基本要求是：轻质高强和可设计性强，我们第一个想到的肯定就是碳纤维复合材料。”
在这样一步步的摸索中，第一代国产碳纤维复合材料雪车顺利下线。为了追求更低的气动阻力，工程师们在规则范围内采用了较小的截面面积。可是在测试时却发现，运动员坐进去之后感觉拥挤，伸展不开，不好发力。
航天材料及工艺研究所一方面改进设计方案，另一方面邀请一汽集团加入设计团队。在“中国航天工业国家队”和“中国汽车工业国家队”的强强联合下，第二代国产碳纤维复合材料雪车的操控性能有了很大提升。
经过改良的第二代雪车由国产TG800碳纤维复合材料+合金材料联合打造，采用熔融预浸料/热压罐成型工艺生产，突破了低风阻高可靠的外形结构一体化设计、高抗冲碳/玻混杂复合材料、复杂翼身融合结构一体化高质量成型等一系列的关键技术，实现了国产雪车“从无到有”的历史性突破，并于2021年9月10日正式交付国家体育总局冬运中心。
碳纤维复合材料的基础 — 多轴向经编织物
说到中国雪车中使用的关键材料 — 碳纤维复合材料，就不得不提及碳纤维经编多轴向编织物。
以碳纤维展纤条带为基础的轻质经编碳纤维织物是超轻碳纤维复合材料结构的首选。
多轴经编技术是一种包含机织和针织技术的纺织方法，由这种技术加工得到的织布通常称为非弯折织物。这种织物非常独特，同时非弯折纱线的取向有0°、90°和±30°到±60°之间的任何角度。
这种结构会使得纤维布及复合材料有相对较小的结构强度，预成形体容易变形，因此适合形状复杂的非结构件的制备。
卡尔迈耶高速经编机COP MAX 5
卡尔迈耶高速经编机COP MAX 5正是生产轻质经编碳纤维织物的利器。此款设备生产的经编碳纤维织物，具备低克重高稳定性等特点，适用于航天航空、汽车行业和驾驶技术领域。