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飛上“天宮”的健身頂流

微重力抗阻鍛煉裝置全新亮相

時間:2022-12-12 11:31:13 來源:消費日報

  消費日報訊 (實習記者 劉 元)黨的二十大報告指出,“以國家戰略需求為導向,集聚力量進行原創性引領性科技攻關,堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。加快實施一批具有戰略性全局性前瞻性的國家重大科技項目,增強自主創新能力?!?/p>

  近日,長征二號F運載火箭托舉神舟十五號載人飛船順利起飛,護送費俊龍、鄧清明、張陸3名航天員進入太空,圓滿完成了中國空間站“天宮”建造階段的最后一次發射任務,是我國航天史上首次實現空間站三艙三船組合體和6名航天員在軌駐留。

  隨后,太空劃船機、太空健身車、太空跑步機……一系列“太空健身黑科技”引起社會熱議。記者查閱資料發現,實際上,我國航天員已經有了多次太空健身體驗。2012年,航天員劉洋首次在天宮一號上使用澳瑞特自行車功量計;2016年,由澳瑞特公司研制的太空健身車和太空跑步機隨“天宮二號”進入太空,成為神舟十一號航天員乘組的健身利器;2021年,澳瑞特“升級版”太空健身車和太空跑步機陪伴神舟十三號航天員乘組完成了整個太空之旅。

  航天員為何需要太空健身?太空健身與地面健身有何不同?12月1日,記者聯系到了澳瑞特體育產業股份有限公司航天項目組主任薛安虎。

  航天員為何需要太空健身?

  據了解,載人空間站“天宮”設計壽命為10年,長期駐留3人。對于長期駐留空間站的航天員來說,身體和心理的健康狀況是一個不可忽視的問題,太空健身應運而生。

  薛安虎在接受采訪時表示:“在地球上,血液循環要對抗重力,心血管系統會‘分配’更大的力把血液泵壓到上半身。但在失重環境下,流向上半身的血液不需要更大的力量,心血管系統卻按照原比例分配力量,因此血液會過多流向上半身,尤其是腦部?!?/p>

  “同時,在失重環境下,人體的肌肉,包括軀干、膝蓋和肩部等部位的肌肉會開始萎縮,力量會明顯減弱,因為這些肌肉不需要克服重力來做功,因此幾天便會‘不用則廢’。另外,在沒有重力牽引的條件下,人體骨質會迅速流失,骨骼細胞再生和發育減緩,骨頭變得脆弱。地球上老年女性的骨質流失速度為每年1%,而一名宇航員,無論男女,在太空中的骨質流失速度為每個月1%?!毖Π不⒔榻B。

  “如果此后航天員永遠生活在太空,這種適應性變化不是問題。但航天員最終要返回地球生活,如果不采取措施,航天員返回地面后就無法重新適應地面上的重力環境?!毖Π不⒏嬖V記者,在軌鍛煉是幫助航天員減少肌肉萎縮和骨量丟失不可或缺的方法,因此,太空中的航天員每天必須進行科學鍛煉。

  對產品重量“克克計較”

  太空健身十分重要,但由于各種條件所限,實現太空健身并非易事。2006年,中國航天員科研訓練中心開始在全國范圍內尋找合適的健身器材合作伙伴,為我國航天員在軌飛行配備相應的失重防護鍛煉設備。

  當年6月,澳瑞特體育產業股份有限公司正式接受了研制“天宮一號”自行車功量計的重要任務,自此開啟了研制航天產品之旅。

  載人航天產品,質量不容差錯。雖然澳瑞特是國內老牌的健身器材生產廠家,但對航天產品研制卻是“兩眼一抹黑”,要完全從零開始。面對缺乏經驗,缺少資料,沒有工程型號管理方法等困難,澳瑞特航天項目組開始了艱難執著的探索。為了能讓航天員在太空用上科學、安全、有效的鍛煉設備,澳瑞特的研發之路一走就是十六年。

  項目組遇到的第一個難題是重量的限制?!昂教飚a品對重量的要求相當苛刻,在當時,發射一克的重量成本相當于1克黃金的價格。為了解決這一難題,項目組成員白天在車間、試驗室做實驗,晚上在辦公室鉆研,技術員購買了仿真分析軟件,對每個零部件進行多次優化設計?!毖Π不⒒貞?,“從材料到結構,從強度到外觀,最終產品護殼采用了碳纖維材料,曲柄和螺絲釘均采用鈦合金材料,機架采用強度高、重量輕的鋁合金材料?!?/p>

  薛安虎告訴記者,同樣功能的健身器材,在地面基本不受重量限制,調節阻力方式有多種選擇,材料也可以選擇鋼材、塑料件等,但把它放入太空,要求就高出許多?!昂教炱魃系闹亓吭O計都是‘克克計較’,可靠性、耐久性、總重量、總體積等方面都有相應的指標,還要保證使用中、阻尼調節中不能產生任何粉塵飄逸?!?/p>

  這些硬約束,要求太空健身器材在材料上必須尋求突破,既要輕又必須有足夠的剛度,在結構上既要安全又要簡約,便于航天員操作。薛安虎介紹,“拿太空跑臺束縛系統舉例,它是航天員在軌鍛煉的重要裝備。為了航天員穿著舒服,僅一套束縛我們就做了近20套樣品,在航天員中心不停地試用,持續地改進,最終定型?!?/p>

  在我國載人航天事業中,像這樣的研發故事還有很多,也正是研發人員這種“雞蛋里面挑骨頭”的苛刻,讓從零開始的澳瑞特有底氣確保產品“不帶任何問題交付,不帶絲毫故障上天”。

  微重力抗阻鍛煉裝置全新亮相

  值得一提的是,除了在天和核心艙的鍛煉區配置太空跑臺、太空自行車等健身器材,澳瑞特還在實驗艙配置了新研發的微重力抗阻鍛煉裝置等體能鍛煉設備,以全面滿足航天員在軌鍛煉需求。

  “微重力抗阻鍛煉裝置類似于劃船器,主要用于航天員肌肉力量的鍛煉,可以進行劃船、深蹲、硬拉等基本體能鍛煉動作。阻力源采用旋轉的飛輪,其工作原理類似于小朋友玩的溜溜球,航天員經過專業訓練可自適應調節阻力以滿足在軌鍛煉需求?!毖Π不⑾蛴浾呓榻B,該裝置不依賴于重力,由可自由選擇配重的飛輪組成,以飛輪進行旋轉時產生的慣性作為航天員的鍛煉負荷,航天員可以通過飛輪進行離心與向心運動鍛煉,進行更大負荷、全身或單一關節的高級抗阻訓練,解決了長期航天飛行中失重性肌肉萎縮和骨丟失的問題。

  “與地面產品不同,航天產品常常是單臺生產,要投入巨大的人力、物力,一臺產品下來,產品論證費用、分析費用、試驗費用的占比很大。即使這樣澳瑞特仍視國家任務為己任,以為國奉獻為榮?!毖Π不⒈硎?,這也大大提升了公司的研發、制造和檢驗能力,鍛煉了一支吃苦耐勞、敢于擔當的技術隊伍。

  龍頭企業帶動行業水平提升

  “無論是在全民健身器材領域還是專注航天健身器材方面,我們都憑著一股鉆勁、拼勁和韌勁,以工匠精神雕琢每一款產品,努力把產品做到最優?!卑娜鹛毓径麻L郭旭剛表示,澳瑞特公司將緊盯《健康中國2030綱要》謀劃未來,把目光投向運動康復產品市場,把發展創新的風帆推向應對未來老齡化社會和慢性病患者的運動干預,助力體育強國、健康中國戰略早日實現。

  澳瑞特成功研發太空健身器材是近年來我國由制造大國不斷向制造強國邁進的生動寫照。

  近三十年來,中國文教體育用品協會不斷推進文教用品行業企業加快技術進步和產業升級,特別是近年來,得力集團、齊心集團等先后引進國外先進技術,建成大規?,F代化、自動化分揀物流中心,推進兩化融合,堅定邁向智能制造;泰山集團、康力源、英吉多等引進先進技術,加大研發,躋身高端市場;澳瑞特、舒華、匯祥、大胡子等健身器材企業研發和生產出具有“智能化功能”的健身器材新品,信步走上“互聯網+健身”的升級之路;廣博集團積極探索依托現有制造業嫁接互聯網新經濟;威海光威先后突破CCM40J、CCM50J、CCM55J、CCF1000碳纖維關鍵技術,形成碳纖維全產業鏈,躋身軍民融合產業……在這些龍頭企業的帶動下,行業的科技能力和現代化水平得到進一步提升,并不斷獲得國家級、部級等各類科技進步獎項和榮譽。

  目前,行業在體感運動、智能健身、負壓康復倉、現代辦公設備、環保畫材等多項關鍵技術上取得新突破,有43項優秀科技成果先后獲得中國輕工業聯合會科技發明、科技進步獎項。

  體育用品行業是滿足人民生活健康需求的民生產業。中國文教體育用品協會相關負責人也曾在接受采訪時指出,近年來,我國文體用品行業作為建設文化強國、體育強國、健康中國重要的一環,正發揮出愈發不可替代的作用。


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編輯: 張海垠
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