北京冬奧會舉世矚目

　　科技和綠色兩大主題

　　貫穿其中

　　火炬

　　是最具冬奧特征的標(biāo)志之一

　　你們知道冬奧會火炬

　　采用了哪些高科技

　　又是如何研制生產(chǎn)的嗎?

　　先透露個“小秘密”

　　航天科工人采用造火箭的技術(shù)

　　研制了冬奧會火炬

　　還實(shí)現(xiàn)了“零排放”

　　來吧，一起了解火炬“飛揚(yáng)”

　　用航天的設(shè)計理念?

　　設(shè)計北京冬奧會火炬

　　“飛揚(yáng)”是北京冬奧會使用的手持式火炬名稱，它采用氫氣作為燃料，是世界首套高壓儲氫火炬，實(shí)現(xiàn)了冬奧會歷史上火炬的零碳排放。

　　航天科技集團(tuán)六院101所承擔(dān)了“飛揚(yáng)”的研制任務(wù)。所長王成剛介紹，氫氣綠色環(huán)保，但易燃、易爆、易泄漏，以往歷屆冬奧會還沒有成功使用氫氣作為火炬燃料的先例。

　　為了能讓北京冬奧會火炬“飛揚(yáng)”順利使用氫氣，科研人員將存儲在火炬氣瓶里的氫氣由42兆帕高壓狀態(tài)減至常壓狀態(tài)，這是航天的專有技術(shù)。

　　此外，科研人員還大膽創(chuàng)新，在火炬內(nèi)部空間十分有限的情況下，采用了針對性設(shè)計和輕量化技術(shù)，對整套燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了“瘦身”，騰出空間確保有足夠的燃料儲存量。

　　為了確?；鹁嫒紵^程的高可靠性，科研人員在設(shè)計時對強(qiáng)度留有幾倍的安全余量，完全采用航天可靠性理念做試驗(yàn)。

　　冬奧火炬項(xiàng)目控氫閥技術(shù)負(fù)責(zé)人鄭曉東說：“跟我們?nèi)ジ?火箭)發(fā)動機(jī)有點(diǎn)像了，該有的功能、該有的安全性一個都不能少?！?/p>

　　模擬強(qiáng)風(fēng)低溫高海拔!

　　探訪航天科技集團(tuán)的“冬奧火炬基地”

　　用造火箭的技術(shù)造火炬，很是新鮮，但這樣研制出來的火炬可靠嗎?其實(shí)，這個憂慮大可不必!

　　航天科技集團(tuán)六院專門為火炬“飛揚(yáng)”搭建了試驗(yàn)基地。

　　冬奧會手持火炬在傳遞期間可能會遭遇極端天氣，為了讓火炬在面對惡劣環(huán)境時依然能夠保持穩(wěn)定，科研人員模擬了大風(fēng)、大雨、低溫等多種特殊氣候環(huán)境，進(jìn)行了300多次的各種工況的試驗(yàn)，最終保證了火炬的高可靠性。

　　科研人員介紹，火炬在測試過程中，技術(shù)指標(biāo)只要滿足8級風(fēng)就可以，他們測試的極限做到了10級大風(fēng)。海拔條件測試要求是4000米，測試時實(shí)際到了5000米。

　　除此之外，試驗(yàn)還進(jìn)行了火炬手惡劣氣候條件下的運(yùn)動模擬，火炬?zhèn)鬟f過程中的各種運(yùn)動狀態(tài)模擬。

　　經(jīng)過千錘百煉，北京冬奧會火炬“飛揚(yáng)”在10級強(qiáng)風(fēng)、-40℃低溫、暴雨以及5000米高海拔等環(huán)境下的燃燒狀態(tài)都十分穩(wěn)定。

　　即使這樣，在每支火炬出廠前，科研人員還會進(jìn)行一個10秒的驗(yàn)證，確?；鹁嫘阅芊€(wěn)定。所以，在這次冬奧會火炬?zhèn)鬟f過程中，“飛揚(yáng)”得到了完美展現(xiàn)。

　　如何為火焰塑形?

　　冬奧會火炬火焰飄逸靈動全靠它

　　經(jīng)過嚴(yán)苛的極端試驗(yàn)，保證了火炬“飛揚(yáng)”的可靠性，但是如何讓火焰的造型更加優(yōu)美呢?

　　科研人員介紹，儲氫罐的壓力很大，點(diǎn)燃后火焰會像火箭發(fā)動機(jī)噴射出的尾焰形態(tài)一樣猛烈，既不安全還缺乏火焰燃燒的飄逸美感。

　　奧運(yùn)火炬燃燒出的火焰需要有特定的高度和形態(tài)，才能保證流動飄逸的美感。而安裝在氣瓶口的組合閥門——控氫閥中有一個叫做減壓閥的部件，是決定火焰美妙形態(tài)的關(guān)鍵部件。

　　科研人員說，控氫閥可以將氫氣的壓力從42兆帕高壓轉(zhuǎn)化為約1000帕的低壓，有效控制了火焰燃燒的范圍，而飄動的造型就需要火炬中的燃燒器來完成。至于階梯狀的火焰，中間要高一點(diǎn)，最終是采用3D打印出來的造型(構(gòu)件)實(shí)現(xiàn)。

　　從幾十種顏色中

　　最終選定火炬火焰顏色

　　火炬“飛揚(yáng)”的可靠性和火焰完美造型都解決了，火焰上色成為最后需要解決的問題。

　　氫氣在空氣中燃燒呈現(xiàn)出淡藍(lán)色火焰，在自然環(huán)境下幾乎無法用肉眼看到。為了實(shí)現(xiàn)火焰的可視性，科研人員千方百計尋找讓火焰顯示顏色的方法。

　　科研人員說，有些原理性的知識都知道，但還是要做測試，于是就在家里煤氣灶上做起了試驗(yàn)，找各種各樣的著色方法，驗(yàn)證了原理上是靠譜的。

　　通過一遍遍的試驗(yàn)，科研人員研制出幾十種火焰顏色，經(jīng)過大量對比之后，最終選定了我們現(xiàn)在看到的偏黃一點(diǎn)的火炬火焰顏色。

　　確定火焰顏色之后，科研人員將顯色劑涂裝到火炬噴口表面，確?；鹁纥c(diǎn)燃后火焰顏色鮮艷明亮。

　　航天科技助力冬奧

　　讓火炬美美“飛揚(yáng)”