計測融合計算化学を活用したスノースポーツ用品の最適化

Optimization of Snow Sports Equipment Utilizing Measurement Integrated Computational Chemistry 用具の進化を加速させる設計・評価法の開発で日本人選手に金メダルを

研究実施機関(再委託先、共同実施先含む): 東北大学、BLACKPEARL JAPAN、(株)ガリウム、同志社大学、北星学園大学、東海大学、北翔大学、(特非)日本障害者スキー連盟

背景

現代の競技スポーツでは、優れた用具を使用することが、勝利や好成績をあげるための大きな要因となっています。とくにスノースポーツではその傾向は顕著です。1924年のシャモニー冬季オリンピック大会のクロスカントリースキー競技50㎞種目の優勝選手の平均速度は13.4km/hだったのに対して2014年のソチ大会では倍以上の28.1km/hとなっています。選手の能力強化もありますが、それだけでなくスキー板やワックスなど用具の進化も記録向上に大きく貢献しています。
こうしたことからスノースポーツ競技では優位性を保つため、最新用具について自国選手以外には秘匿される場合が多く、本テーマでは地域間・分野を超えた連携体制により、国産用具の開発を加速し、日本選手の勝利に寄与することを目指しています。

目標

ワックス
浸透性、低摩擦性、撥水性についてマルチスケールシミュレーションと機器分析方法を確立することにより、浸透深さ200μm以上のフッ素系化合物候補を見出します。
スノーボード
評価系構築とスノーボード設計手法、評価項目・方法を確立します。
チェアスキー
風防（カウル）の最適空力設計と試作で、滑降種目換算で1秒の記録短縮を目指します。
先端計測技術
環境計測・運動計測により開発速度の加速化を図ります。

波及効果: オリンピックでの金メダル獲得、競技人口の拡大、障がい者のQOL向上など。

実施内容

ワックス
新規化合物添加の試作ワックスのシミュレーションに取り組んでいます（図1）。

スノーボード
ボードの静特性評価治具の作製と雪上評価に取り組んでいます（図2）。

チェアスキー
カウルの試作とCFDによる解析，風洞実験を実施しています（図3）。

先端計測技術
高精度GPSの自主開発を進め，摩擦係数推定システムを従来の雪上評価に追加する試みを進めています（図4）。