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

　　研制了冬奧會火炬

　　還實現(xiàn)了“零排放”

　　來吧，一起了解火炬“飛揚”

　　用航天的設計理念?

　　設計北京冬奧會火炬

　　“飛揚”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，實現(xiàn)了冬奧會歷史上火炬的零碳排放。

　　航天科技集團六院101所承擔了“飛揚”的研制任務。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”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。

　　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，采用了針對性設計和輕量化技術，對整套燃燒系統(tǒng)進行了“瘦身”，騰出空間確保有足夠的燃料儲存量。

　　為了確保火炬燃燒過程的高可靠性，科研人員在設計時對強度留有幾倍的安全余量，完全采用航天可靠性理念做試驗。

　　冬奧火炬項目控氫閥技術負責人鄭曉東說：“跟我們?nèi)ジ?火箭)發(fā)動機有點像了，該有的功能、該有的安全性一個都不能少?！?/p>

　　模擬強風低溫高海拔!

　　探訪航天科技集團的“冬奧火炬基地”

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

　　航天科技集團六院專門為火炬“飛揚”搭建了試驗基地。

　　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、大雨、低溫等多種特殊氣候環(huán)境，進行了300多次的各種工況的試驗，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，技術指標只要滿足8級風就可以，他們測試的極限做到了10級大風。海拔條件測試要求是4000米，測試時實際到了5000米。

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

　　經(jīng)過千錘百煉，北京冬奧會火炬“飛揚”在10級強風、-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，科研人員還會進行一個10秒的驗證，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”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)過嚴苛的極端試驗，保證了火炬“飛揚”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，點燃后火焰會像火箭發(fā)動機噴射出的尾焰形態(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，最終是采用3D打印出來的造型(構件)實現(xiàn)。

　　從幾十種顏色中

　　最終選定火炬火焰顏色

　　火炬“飛揚”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)出淡藍色火焰，在自然環(huán)境下幾乎無法用肉眼看到。為了實現(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，找各種各樣的著色方法，驗證了原理上是靠譜的。

　　通過一遍遍的試驗，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”