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奥运中的知识——十万个为什么
之 奥运中的知识

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揭秘:奥运主火炬如何“横空出世”

  中国经济网讯 8月8日晚,当“体操王子”李宁点燃“鸟巢”一角的奥运主火炬,中国人酝酿多年的奥运梦想在那一刻达到了巅峰,熊熊圣火激励赛场上的运动健儿们不断写下新的辉煌。北京奥运主火炬是如何诞生的?内部构造有何特别之处?近日,三位承担火炬关键技术研发任务的“幕后英雄”接受中国经济网的专访,揭示奥运主火炬背后的秘密,他们是航天科工集团仿真技术方面的专家,正是他们无数次的模拟、实验,我们才能看到奥运会精彩、顺利进行。 

  主火炬孕育于最恶劣环境 

  作为奥林匹克精神的象征,火炬在奥运会期间的使命就是燃烧不熄。为了保证各种自然因素影响下皆不熄灭,奥运主火炬在仿真实验阶段经历了最严酷的考验。来自航天科工三院仿真科技有限公司的景韶光博士介绍,有几个主要因素影响火炬的燃烧情况,如最大燃气量时的状况、大风、大雨、日照条件等。为此,在仿真阶段对火炬动辄是10级的风吹,用实验模拟最大强度的雨淋和最大强度日照,种种环境组合构成最恶劣环境,才确定下现在的燃烧方式。 

  此外,除了烧得旺,烧得安全也是主火炬需要的基本保障。正如开幕式后大家所知道的,现在我们所看到的火炬并非最初的版本,景博士介绍,最初方案曾做过燃烧安全性的仿真实验,和真正的点火试验,印证的结果是火炬达到比较好看的效果时,产生的热量对鸟巢可能产生一定的威胁,这种威胁来自两方面:一是鸟巢顶部有一些半透明的膜,高温下可能融化、破裂;另外鸟巢都是由钢结构架起来的,高温下钢材可能发生变形等损坏。虽然这不是方案被否定的最主要原因,但也是重要考虑因素之一。 


  半小时“横空出世”给世界惊喜 

  从近几届奥运会以来,开幕式点火往往成为最大的悬念,不到最后一刻不会揭晓,北京奥运会也不例外,更神秘的是,直到点火之前,人们都一直没有看到火炬的面貌。航天二院总装调部的刘玉秋博士对记者介绍说,火炬一开始并不是像人们猜测的那样,在“碗边”(鸟巢顶部向内迂回的部分)藏着,而是在离那三四十米左右的位置,在一个小平台上包裹着平躺,然后通过一系列操作送到点火的位置竖直起来。从奥委会主席罗格先生讲话到李宁点火,半小时内完成。“当时很紧张,成功后,我们团队互相祝贺,这是值得骄傲的事情。”刘博士这样形容当时的心情。 

  重达50吨的火炬,半小时内拉到预定位置定位,再旋转90度竖直起来,这个过程相当不容易。刘博士说,从准确运到该到的位置,到材料的热胀冷缩、制造精度,都经过了慎密的论证。当时最担心的问题就是定位不准导致失败,就位后误差不能差过几个毫米,液压缸的缸杆才能进去把火炬定位。因而火炬运动仿真的过程也是精益求精。一次,仿真做到一半,刘博士发现火炬垂直不起来,反复查找原因才知道是一个参数错了。 

  制造过程也对精确度要求极高,火炬内部有两千多根管杆,而由于火焰似的的特殊造型,设计过程无法用任何数值或方程表达,只能用三维造型采用虚拟仿真制造和装配。在仿真过程中错误和修改也是很多,比如虚拟装配的过程中,其中一个组件最多修改了四十多个错误,而这样的组件整个火炬系统有十几个。 

  “三把火”烧旺航天技术产业化 

  “为这个火炬,航天科工把自己高科技的经典技术给拿出来了。”航天科工三院仿真科技有限公司董事长张巨涛说,他介绍说,航天科工集团设计制造方面主要有仿真和安全技术、管道技术、航天点火器三个主要内容,其中后者的研制集中了航天科工集团最精锐的团队。他们设计制作了北京奥运会“三把火”的燃烧系统——鸟巢主火炬、珠峰手持火炬、以及地面传递的2万多支火炬,其中珠峰火炬是经典杰作,将中国人的奥运梦想带到了世界最高峰。张巨涛透露,三年后将在深圳举办的世界大学生运动会,目前已经基本确定由航天科工集团提供研究设计和技术支持。 

  实际上,本次奥运会,从设计、研制到安装调试,几乎所有在京场馆的安保系统都由航天科工集团提供,奥运会、残奥会开闭幕式的许多设备也都是由科工集团参与设计制造的。“等闭幕式结束,咱们再慢慢说”,刘玉秋博士笑言,保密,对于他们这样的技术精英,显然早已成为严谨的工作态度。 

  除了承担北京奥运会的众多重点项目和任务,航天技术在民用领域也逐渐普及。据介绍,成都60亿元水环境治理工程的效果评估,以及南水北调工程的上马,都是经仿真分析论证。我国目前有一个军用仿真专家组,业务整合平台就建设在仿真公司基础上。

  “仿真在中国实际上是把军用技术向民用领域推广引进,奥运火炬点燃前后,我们希望把仿真技术进一步推广开来,”张巨涛这样描述,“仿真公司承担军用涉民技术相关的产业化建设,仿真技术将不断向国民经济各个领域推广、发展。”



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