北京冬奥会主火炬：航天技术和艺术的完美结合

北京冬奥会主火炬的研发和保障任务，落到了中国航天科技集团六院北京11所的肩上。作为大陆最早从事液体火箭发动机研制的单位，将航天技术应用到民用产业的道路，他们已经走了近40年，工业火炬就是航天燃烧技术在化工领域的典型应用。“火炬”一词，在北京11所技术人员的口中，早在40多年前就是个“高频词”。

“从火箭到火炬，对于北京11所来说，技术契合度是很高的。”航天冬奥专项工程火炬项目技术负责人刘悦介绍，主火炬以绿色环保的氢能作为燃料，而承担了大陆空间站、探月、探火等重大任务的长征五号运载火箭，使用的便是氢氧发动机，相关技术在国际上处于领先地位。刘悦带领技术团队，把火箭发动机相关技术巧妙应用到了主火炬的研制任务中，“我们对氢气太熟悉了。”

点燃主火炬，是整场开幕式最激动人心的环节。重达260吨的钢结构快速升降，依靠航天软件系统的精细控制，在69秒内将主火炬从地下10米的位置抬升到舞台中央。火炬手将手持火炬插入“雪花”中心，主火炬在威亚和地面装置的配合下“飞”上高空，奥运圣火火焰与96朵晶莹剔透的雪花、6条飘逸的橄榄枝交相辉映。

这是一种全新的奥运圣火点燃方式，但摆在技术人员面前的难题是，要怎样为悬在半空且不断旋转的主火炬提供足够的燃料？技术人员在悬挂主火炬的威亚上设计了一套姿态调节执行机构，配合地面装置实现主火炬的翻转、提升动作。氢气储存和减压装置就藏在其中，减压后的氢气通过软管源源不断地输送至火炬中心，并应用航天氢氧发动机燃烧技术，保证不熄火、不回火、不脱火。为了让主火炬在360度旋转时也能高效稳定燃烧，配套的氢气软管、电缆、控制线缆均可卷伸，让氢、电、控制信号能连续、稳定、可靠地供应传输。

刘悦表示，主火炬氢气供给及燃烧系统的成功研制，充分体现了中国航天在氢能利用领域的技术积淀与开发能力。

火焰燃烧效果也同样重要。刘悦解释道，相比于传统丙烷燃料，氢气燃烧更快速，在空气中火焰呈淡蓝色，如果不作处理，势必会影响主火炬效果。结合导演团队创意，团队设计出氢气燃烧稳焰结构，并将火焰显色剂固化其上，使燃烧的氢气呈现出温暖、跳动的视觉效果。

“主火炬决定着开闭幕式的成败。”北京11所党委书记李晓峰坦言，火炬保障团队最大的压力就来自于必须保证整套系统的高可靠性，不容有失。而数十年的产品研发经历与众多项目的实践磨砺，使团队在主火炬的研制过程中能够不畏困难，迅速制定解决方案，并进行有效验证测试，将导演团队的创意一步步变为现实，“相信在这之前，没人能想到冬奥会主火炬会是这样奇特的形态，这一次，就是技术和艺术的完美结合。”