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火炬燃燒用上了航天技術!

帶著奧運火炬的“雪花”在北京的夜空裡不斷轉動,恰似“燕山雪花大如席”的浪漫情懷。奇妙的創意如何變成現實?液體動力“國家隊”、來自中國航天科技集團六院北京航天動力研究所的科技團隊提供了強大的技術支援。

“我們主要做液體火箭發動機,氫氧發動機尤其是我們的強項。”專案負責人宋曉峰說,“這一次,導演團隊的創意方案結合了碳中和的理念,火炬燃燒的是氫氣。氫氣來源於水,燃燒出來也是水,非常環保。”

如今,回顧創意落地的過程,時間相當緊迫。技術負責人劉悅記得,第一次看到創意方案是在2020年底,“那是一個3D效果圖,是創意團隊最想看到的結果。”從2021年初到年中,技術團隊和創意團隊不斷碰撞、磨合,6月份,總體創意基本定型,8月份進行六分之一測試,10月底完成1:1綜合測試,到今年1月,最終詳細定型測試、安裝除錯、準備應急預案等工作仍在進行中。

“我們實際上的工作量,遠不只是現場能看到的這一套裝置。”劉悅說,在中國航天科技集團內部,“這個任務被定義為‘航天重大工程’,和空間站、探月工程是同等重要的定位,領導要求我們不僅要‘萬無一失’,而是要‘萬萬無一失’。”宋曉峰進一步解釋了難度所在:“火箭發射可以根據天氣做適當的調整,擇機發射,但火炬亮相不能調整,開幕式的時間就定在2月4日晚上8點,要向全世界直播,對精確性的要求非常高。”

巨大的壓力顯而易見。“剛開始,面對這樣一個創意和任務,我們不知道怎麼下手。”宋曉峰介紹,後來,以團隊精通的“燃燒”為切入點和主線,大家漸漸找到了方向:如何支援移動、旋轉的火炬安穩燃燒?一個相應的執行機構被威亞吊在場地上空,它既要能儲存燃燒8小時的氫氣氣源,也要裝載複雜精密的控制系統。執行機構需要拉動火炬,因此,火炬的重量不能太大,還要有足夠的強度;火炬位於下方,氫氣作為分子量最小的氣體,輸送時又很容易洩漏,團隊為此專門研發定製了特殊的軟管;氫燃燒時是無色的,但火炬的火焰不能沒有顏色。在焰色反應上,團隊做了很多工作,解決火焰的顏色配比。此外,考慮到風對火炬的影響,團隊又做了大量的風洞實驗……

整個火炬燃燒裝置達到了相當前沿的水平。“從控制角度來看,我們已經採用了世界上最先進的技術,很多控制迴路達到了三重化甚至四重化冗餘,確保高可靠性。”工作人員周新文說。自動控制、熱工技術、工藝技術、裝置、施工等多個專業的科研人才,都匯聚在這支不斷攻堅克難的團隊裡,80後、90後是主力,主要負責設計和現場施工管理工作的王星凱就是其中一員。火炬是開幕式的核心機密,相關工作大多安排在彩排結束後的深夜進行,入冬後,北京夜間的溫度有時會逼近零下10攝氏度。“整個後半宿,我們基本上一站到底。”王星凱說。每當天光微亮,“即使是年輕人,腿也酸得不行了。”

更主要的挑戰還是來自心理層面,“我們從去年11月份入場,要在短時間內完成很多工作,在各個環節上協調很多部門,最擔心的就是今天的除錯任務能不能按期完成。”每當預期的工作順利結束,把所有記錄彙總成材料時,王星凱和同事們都會收穫這一天中最大的快樂,“作為年輕人,能參與到冬奧會的大團隊中,我們都特別激動和自豪。”

(來源:北京日報)

【實習編輯:汪宇瑾】