
8月8日,第29屆夏季奧運會(huì )在北京奧林匹克公園內的國家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”舉行。李寧點(diǎn)燃北京奧運會(huì )主火炬,空中的“五環(huán)煙花”映襯下,奧運圣火在鳥(niǎo)巢上空熊熊燃燒。 中新社發(fā) 任晨鳴 攝
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8月8日,第29屆夏季奧運會(huì )在北京奧林匹克公園內的國家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”舉行。李寧點(diǎn)燃北京奧運會(huì )主火炬,空中的“五環(huán)煙花”映襯下,奧運圣火在鳥(niǎo)巢上空熊熊燃燒。 中新社發(fā) 任晨鳴 攝
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昨晚,北京奧運會(huì )開(kāi)幕式震撼了全世界,最大的懸念——點(diǎn)火儀式也被解開(kāi),而公眾并不知曉的是,奧運主火炬的核心技術(shù)其實(shí)來(lái)自江蘇,航天晨光股份有限公司承擔了主火炬的點(diǎn)火技術(shù)、燃燒技術(shù)和主體結構技術(shù)等的研發(fā)。昨晚,航天晨光研發(fā)中心力學(xué)應用部研究員顧益虎和工藝裝備部高級工程師康慶生走進(jìn)揚子直播室,將圣火背后的故事一一解密。
揭秘火炬設計
主火炬“站”鳥(niǎo)巢“碗邊”
昨晚,奧運主火炬在“鳥(niǎo)巢”上空緩緩升起,專(zhuān)家介紹說(shuō),“其實(shí)火炬塔早已隱藏在‘鳥(niǎo)巢’上部的夾層里,在點(diǎn)燃前慢慢移動(dòng)到‘碗邊’上,再緩緩地‘站’起來(lái);鹁娴脑O計如同一個(gè)部分打開(kāi)的卷軸,也像放大了的‘祥云’!
總高38米、重達30噸的火炬沒(méi)有“落地”,而是“貼”在12米高的“鳥(niǎo)巢”頂部“碗邊”,不僅“鳥(niǎo)巢”外的人可以看到,內部三分之二的觀(guān)眾也可以欣賞火炬的倩影。高空的防風(fēng)要求很高,結構設計上必須采取加固的措施!巴ㄟ^(guò)分析計算,我們找出了火炬的薄弱部位,就是與‘碗邊’相連的部位,出于造型的需要,這部分設計成了飄帶的形狀。我們把材料從小的換成了大的,內部結構也進(jìn)行了調整,達到了加固穩定的效果!
火焰形狀也講究
主火炬不是點(diǎn)著(zhù)了就行,還要燒得漂亮,形狀也很講究,要求是“飽滿(mǎn)飄逸”。據專(zhuān)家介紹,奧妙就在燃燒盤(pán)里。燃燒盤(pán)直徑有3米,有內外兩圈噴火頭,內圈12個(gè),外圈21個(gè),每個(gè)火頭的朝向都有所不同,就像噴泉一樣,不同方向的噴嘴使火焰向不同方向噴射,達到外形飽滿(mǎn)飄逸的效果。另外,主火炬的火焰還經(jīng)歷了多次抗風(fēng)雨實(shí)驗,奧運主火炬完全可以實(shí)現12級強臺風(fēng)吹不熄。
20米安全距離
與在南京舉辦的十運會(huì )相比,奧運主火炬的火焰更大更美麗。而燃燒產(chǎn)生的溫度也更高,實(shí)驗時(shí),火焰中心溫度可達1200℃,十米之內的溫度也有七八十攝氏度,現場(chǎng)附近四五十米之內都能感受到熱量。但專(zhuān)家表示絕對不用擔心主火炬的安全問(wèn)題,通過(guò)計算機模擬仿真、現場(chǎng)測試、1:1實(shí)物實(shí)驗等等,最終確定了火焰離鳥(niǎo)巢頂篷超過(guò)20米,就是安全的。
同時(shí),火炬燃燒時(shí)需要大量空氣來(lái)補充,下方就會(huì )形成風(fēng),專(zhuān)家們改進(jìn)了燃燒裝置的設計,把風(fēng)量降到最小,同時(shí)采用導流技術(shù),使氣體流動(dòng)更有益于燃燒。
揭秘研發(fā)過(guò)程
“火墻”設計被否定
2007年4-11月,顧益虎和康慶生來(lái)到北京,在京郊的一處工廠(chǎng)開(kāi)始了點(diǎn)火技術(shù)的實(shí)驗。這個(gè)實(shí)驗基地地點(diǎn)偏僻,非常符合保密需要。
“我們是根據北京奧組委開(kāi)閉幕式工作部的創(chuàng )意要求,來(lái)進(jìn)行配套技術(shù)的研發(fā)。由于此前幾屆奧運會(huì )火炬造型都比較傳統,所以開(kāi)閉幕式部提出了一個(gè)大膽的設想,做一片18米高、18米寬的‘火墻’,沿著(zhù)‘鳥(niǎo)巢’一字鋪開(kāi)。于是我們設計了29組燃燒器,并進(jìn)行了燃燒實(shí)驗。當時(shí)主要實(shí)驗張藝謀都要親自到現場(chǎng)看,因為能否贏(yíng)得技術(shù)支持是實(shí)現創(chuàng )意的關(guān)鍵。結果現場(chǎng)實(shí)驗效果很不理想,主要還是安全的問(wèn)題,火墻燃燒面積很大,對周?chē)妮椛鋸,二是平面式的火炬回火現象嚴重,火都往下跑。當時(shí)專(zhuān)家都不太滿(mǎn)意,張藝謀也表示放棄‘火墻’設計,改走傳統路線(xiàn)。卷軸式的設計提供了一個(gè)外圈,讓火焰集中在頂部燃燒,安全度高多了!
還試過(guò)音控火炬四色火炬
除了“火墻”外,創(chuàng )意部門(mén)還曾設想過(guò)如音樂(lè )噴泉一般的音控火炬,讓火焰呈現五環(huán)的色彩,對這些創(chuàng )意,專(zhuān)家們都進(jìn)行了技術(shù)可行性研究。
“我們采用了音樂(lè )處理模塊,用計算機來(lái)適配音樂(lè )節奏和火焰高度、外形之間的關(guān)系,通過(guò)動(dòng)態(tài)控制燃氣流量,就像音樂(lè )噴泉一樣,隨著(zhù)音樂(lè )的節奏,讓火焰在空中起舞。但這種技術(shù)是要依托于‘火墻’設計的,‘火墻’否決了,這一方案也就被放棄!
此時(shí),專(zhuān)家們已經(jīng)通過(guò)在氣體中添加各種化合物,使火焰產(chǎn)生紅、黃、藍、綠色,“五環(huán)中除了黑色,其他四色都齊了,但小流量的實(shí)驗效果還不錯,但在大流量的燃燒試驗里,添加色彩的效果就不行了,所以這種創(chuàng )意設想也沒(méi)能成功!薄”緢笥浾摺⊥鯚
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