北京冬奧會主火炬：航天技術和藝術的完美結合

北京冬奧會主火炬的研發和保障任務，落到了中國航天科技集團六院北京11所的肩上。作為大陸最早從事液體火箭發動機研制的機關，将航天技術應用到民用産業的道路，他們已經走了近40年，工業火炬就是航天燃燒技術在化工領域的典型應用。“火炬”一詞，在北京11所技術人員的口中，早在40多年前就是個“高頻詞”。

“從火箭到火炬，對于北京11所來說，技術契合度是很高的。”航天冬奧專項工程火炬項目技術負責人劉悅介紹，主火炬以綠色環保的氫能作為燃料，而承擔了大陸空間站、探月、探火等重大任務的長征五号運載火箭，使用的便是氫氧發動機，相關技術在國際上處于領先地位。劉悅帶領技術團隊，把火箭發動機相關技術巧妙應用到了主火炬的研制任務中，“我們對氫氣太熟悉了。”

點燃主火炬，是整場開幕式最激動人心的環節。重達260噸的鋼結構快速升降，依靠航天軟體系統的精細控制，在69秒内将主火炬從地下10米的位置擡升到舞台中央。火炬手将手持火炬插入“雪花”中心，主火炬在威亞和地面裝置的配合下“飛”上高空，奧運聖火火焰與96朵晶瑩剔透的雪花、6條飄逸的橄榄枝交相輝映。

這是一種全新的奧運聖火點燃方式，但擺在技術人員面前的難題是，要怎樣為懸在半空且不斷旋轉的主火炬提供足夠的燃料？技術人員在懸挂主火炬的威亞上設計了一套姿态調節執行機構，配合地面裝置實作主火炬的翻轉、提升動作。氫氣儲存和減壓裝置就藏在其中，減壓後的氫氣通過軟管源源不斷地輸送至火炬中心，并應用航天氫氧發動機燃燒技術，保證不熄火、不回火、不脫火。為了讓主火炬在360度旋轉時也能高效穩定燃燒，配套的氫氣軟管、電纜、控制線纜均可卷伸，讓氫、電、控制信号能連續、穩定、可靠地供應傳輸。

劉悅表示，主火炬氫氣供給及燃燒系統的成功研制，充分展現了中國航天在氫能利用領域的技術積澱與開發能力。

火焰燃燒效果也同樣重要。劉悅解釋道，相比于傳統丙烷燃料，氫氣燃燒更快速，在空氣中火焰呈淡藍色，如果不作處理，勢必會影響主火炬效果。結合導演團隊創意，團隊設計出氫氣燃燒穩焰結構，并将火焰顯色劑固化其上，使燃燒的氫氣呈現出溫暖、跳動的視覺效果。

“主火炬決定着開閉幕式的成敗。”北京11所黨委書記李曉峰坦言，火炬保障團隊最大的壓力就來自于必須保證整套系統的高可靠性，不容有失。而數十年的産品研發經曆與衆多項目的實踐磨砺，使團隊在主火炬的研制過程中能夠不畏困難，迅速制定解決方案，并進行有效驗證測試，将導演團隊的創意一步步變為現實，“相信在這之前，沒人能想到冬奧會主火炬會是這樣奇特的形态，這一次，就是技術和藝術的完美結合。”