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冬奥会主火炬(冬奥会火炬设计说明意识)
中央纪委国家监委网站柴亚新报道群星闪耀，“雪花”盛开。2月4日晚，北京冬奥会在国家体育场“鸟巢”隆重开幕。当主火炬塔被点燃，梦想在冰与火的碰撞中实现。在主火炬和手持火炬的设计研发上，航天科技功不可没，火红的奥运主火炬闪耀着“绿色冬奥”和“高科技冬奥”的光芒。
火炬有一颗绿色的心。氢气作为这种火炬的燃料，绿色环保无污染，但易燃易爆易泄漏，控制难度大。历届冬奥会都没有成功使用氢气作为火炬燃料，这是冬奥会历史上第一个氢燃料火炬。
使用氢气作为火炬燃料并不容易:如何保证在北方冬季恶劣的室外环境下火不会熄灭？和航天任务一样，冬奥会火炬要求高可靠性。如何保证氢气在运输和传输过程中不泄漏？火焰不能像火箭发动机一样喷出来，怎么能有曲线美感……从航天发动机的“跨界”到奥运火炬，航天科技集团六院11所(北京)和六院101所组成的火炬研制团队，解决了氢火焰的可视性、复杂曲面的适应性、大型减压、氢的安全利用、氢燃料的储存等诸多问题。经过大约两年的技术研究，所以火炬具有良好的环境适应性。
“在设计研发过程中，我们收集了近百年来历届冬奥会火炬的相关资料，并借鉴了其他国家的成功经验。火炬燃料从最初的镁块逐渐演变为丙烷，到现在的氢气无污染、零碳排放，体现了北京冬奥会的绿色科技和我国的科技实力，也有助于推动国内氢能技术的推广和发展。”开发团队相关负责人表示。
晶莹剔透的主火炬在视觉效果上与以往的主火炬大相径庭。研究团队采用“微火+显示屏”的创意形式，利用悬挂在过孔上的致动器与地面装置的流畅配合，在40m 空高度完成主火炬的360度旋转，实现了“火”与“舞美”的完美融合。
从形状上看，主火炬由小雪花和橄榄枝组成。每一片小雪花，每一根树枝都采用全彩LED直显屏，每个发光点的颜色和亮度都可以独立控制。4.8mm的发光点实现了灯光图案的细腻多彩变化。
主火炬的“高价值”需要优秀的技术支撑。为了彰显火炬的轻便，实现整体结构的稳定，研究团队在设计中不得不“斤斤计较”，选择铝合金作为材料，其重量只有钢的1/3左右，实现了轻量化的要求。同时，为了实现360度旋转8小时高效稳定燃烧，主火炬采用航天氢氧发动机燃烧技术。得益于航天动力重型装备的高端技术，主火炬相当可靠，不熄火、不回火、不脱落。
在姿态调整致动器中，还有燃料供应系统的氢滑环、柔性软管和撬装氢系统。被称为主火炬“生命管”的柔性软管，用于将气瓶中的氢气输送到火炬中心，支持主火炬燃烧；滑环是为了在运动状态下实现氢气的连续稳定供应；氢气橇系统是一个集成系统，包括储气罐、双向减压系统和电磁阀。其主要功能是实现气体的稳定供应。
为确保主火炬的安全可靠，R&D团队还充分发挥航天工程研发管理经验，开展故障模式、影响和危害性分析及故障树分析，设计关键环节冗余。通过全过程综合试验，解决了运动控制、长期稳定燃烧、降压稳压控制、灵活环境下安全应用等问题，实现了主火炬复杂系统的安全可靠使用。
图片来自:人民日报
来源:中央纪委国家监委网站
本文由admin于2022-09-18发表在联创号，如有疑问，请联系我们。
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