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北京奥运主火炬塔燃起了祈求世界光明与和平的奥运圣火,而在随风舞动的亮丽火焰背后,则凝聚着诸多部门的心血和汗水。

  航天“点火器”

  确保100%点燃

  航天科工作为我国高科技的“国家队”,参与奥运主火炬塔的工作分为三大部分:一是于2006年底利用仿真、金属软管道和燃烧系统设计等方面的经验和技术,完成《主火炬塔关键技术研究项目》可行性报告;二是北京奥组委开闭幕式部主火炬塔设计团队的设计工作;三是为主火炬塔的燃烧提供关键的金属软管波纹管接头产品。

  为高效开展工作,北京奥组委开闭幕式部成立了运营中心,专门负责相关工作。运营中心组建了两大团队,一是导演团队,二是火炬塔设计团队。2007年4月,运营中心主火炬塔设计团队组建。由航天科工与国家体育场设计单位、燃气公司等单位所组成,集中了国内本专业的优秀设计人员,并直接在张艺谋的带领下开展工作。工作分两部分,一是火炬塔的外观造型和点火创意设计,二是具体的技术实现设计

  “火炬塔团队成立后的当务之急,就是尽快设计燃烧器并进行试验,初步安排在2007年5月进行。”航天科工有关人士表示,在设计燃烧器时,设计人员考虑到外观,采用了不锈钢的结构,燃烧器波纹管接头、燃烧喷嘴也采用不锈钢材料。在点火时,不允许出现点火爆燃现象和发出声响,所以设计了一种新型高能点火器,确保了点火可靠性达到100%;点火采用自动控制的方法,用截止阀控制点火时的燃气供给,使燃气通过喷嘴缓慢放出直到最大流量;经过试验,解决了点火时的轰鸣声。“为使火炬能在强风和大雨的环境下正常工作,设计安装了模拟大雨强风环境下的试验设备,试验结果非常理想”。  供气管长百余米

  “主火炬的火焰高达8米,宽度达4米,可抗10级风力,并且可防每小时80毫米的暴雨。”北京市燃气集团介绍说,昨晚点燃的主火炬每小时只需消耗6000立方米天然气,比正常燃烧能耗降低了近二成。

  据介绍,奥运主火炬的供气金属软管线长度有百余米,沿其中一根次钢结构攀爬至火炬根部。据了解,奥运火炬的点火系统从去年3月就开始研究设计,经无数次对火焰高度、外形、温度、流量、压力等技术参数的测试,最终确定了主火炬燃烧系统采用多站点、多气源方向,管道与压缩机动气源相结合的供气方案。

  由于此次主火炬的造型呈螺旋上升状,火炬高、低端燃烧点存在1.6米的高度差,这和以往火炬的燃烧器呈平面盘状有很大差异。为了保证火炬燃烧火形的视觉效果,火炬团队在设计中对火炬燃烧实施分段控制与调节,使火焰造型与结构更加吻合,从而最大限度地集中了火力,使火焰形状完整连贯、高度达到8米以上,大大增强了观赏性。

  为了提高主火炬的抗雨性能,在设计中,科研人员加大了供气压力,从而提高了燃烧器出口流速,提高了火焰在恶劣气候条件下的稳定性。进行动平衡机装置的抗雨试验时,点燃的火炬经受住了六组消防高压水枪制造出的“人工降雨”环境的考验,保证了火炬在每小时降水80毫米的暴雨天气下仍然保持正常燃烧状态。

  为了满足奥组委提出的主火炬抗风要求,火炬设计团队在燃烧系统内加装了专门的动平衡机装置,经现场模拟人造风洞试验测试表明,火炬具备抗相当于十级风力的能力。

  另据了解,奥运会主火炬所有燃气和电气系统在设计和安装中均采用双路、双保险方式,可以确保火炬燃烧控制系统正常运行万无一失。  很美丽但也有迷惑

主火炬的组装由多家Paperless recorder单位共同完成,其中首钢作为主火炬外壳的设计制造者,首先将主火炬的骨架运进工作间,然后把绘有红色祥云图案的不锈钢板焊接到骨架上;北京市燃气集团负责主火炬的动力部分,一条巨大的输气管延伸到主火炬上,不断调试着燃气供应的压力;解放军总装备部负责火炬竖立时的四个动力液压杆,而北京艾尔豪斯膜式工程研究所负责整个火炬在点燃前的外观保密工作。中国航天科工集团公司则负责点火器设计。为确保点火可靠性达到100%,航天科工集团专门设计了一种新型高能点火器。

  点火程序

  主火炬沿轨道

  移到鸟巢内壁

  参与奥运主火炬工程的北京艾尔豪斯膜式工程研究所负责人佟伟透露,长达31米的主火炬,在点燃前一直被一个巨大的膜建构的工作车间所遮蔽。7日晚,鸟巢顶端的工作车间被秘密拆除,此后,主火炬被黑色塑料布包裹起来,仍然不露真容。开幕式开始后,鸟巢顶部的作业人员把包裹主火炬的塑料布揭开,主火炬进入了点燃前的待命状态。

  昨晚22点16分左右,主火炬开始自动开启,横卧的火炬像一座火车头一般沿着设计好的轨道缓缓向外移动。火炬的移动速度很慢,几乎悄无声息,所以基本不会被观众注意到。

  经过将近半个小时的运行,主火炬被移动到“鸟巢”顶部内缘边。这时,主火炬一侧的四个液压杠杆开始启动,将火炬的一端缓缓推起,直到与鸟巢的屋顶平面形成90度角,感觉上是悬挂在了鸟巢的内壁上,只待点火。

  开幕式前,主火炬的腹腔中已装满礼花火药,点火仪式开始后,被钢索牵引的飞人在火炬底部点燃礼花,火炬内芯的燃气设备随即自动点火,但外观上会形成火炬被礼花点燃的效果。

  据佟伟介绍,主火炬的安装历时近两个月,为了主火炬安装“Paperless recorder”,设计者特别在鸟巢顶部制作了一个拱形的工作车间,主火炬的组装、调试等工作,一直在鸟巢顶部那个突然出现的拱状突起中绝密进行的。

  据佟伟介绍,两个月前的6月11日他带着公司的十余名工人进了鸟巢顶部。他们的任务是在这个神秘的地方建造一个大型的膜结构大棚,作为主火炬安装的工作间。出于时间上的考虑,火炬的工作间采用了充气的纤维材料,像一个充气大棚一样把主火炬罩起来,同时便于迅速拆装。

  “鸟巢顶部没有平坦的空间,钢梁间的板材也不能站人,为了完成作业,设计者不得不在钢结构之间用钢丝结成索道,工人坐在小滑车里施工。”10多天后,一个充气的大棚被安装完毕,这个拱形的物体坐落在鸟巢顶部的西北角。人们一直对这个突然神秘的物体有诸多猜测,与很多人的猜想一样,主火炬的最后组装就在那里进行。为了防止组装火炬时迸射的火星,大棚有着阻燃涂层,不会发生消防问题。   来自天津的吴先生:点火的环节设置与技术特点很有意思,但有些环节我们比较迷惑,比如吊着李宁的钢丝到底是怎么吊的,到底是怎样的技术设置是的钢丝能带着李宁飞跃那么长的距离。希望媒体能够帮助解读。

  来自河南的王小姐:点火很有创意,云端漫步、飞沿走壁还有脚下不断变换的画面,太妙了!我很想知道李宁脚下流动的画面是怎样展现的,是通过投影呢还是别的什么技术。 来自江西的陈先生:我认为主火炬设计得很好,我记得刚进鸟巢时还没看见这个火炬,到点火之前它就神奇的“站”在了那里。我很想知道它是怎样“站”上去的,又是从哪里运过来的。

  来自广东的夏小姐:点火的方式和曾经一届奥运会上的射箭点火一样有创意,有力量,有特色。我认为,李宁的最后一传和最终点火真正体现出了“天人合一”的感觉。

  来自北京的赵先生:李宁在空中飞行的那段时间,我的心一直悬着。既感到惊喜、惊奇、惊讶,又有一点儿为李宁感到担心,直到点火成功。

  来自上海的袁先生:出现了那么多的火炬手,让我很意外,我本来以为鸟巢里只有一个火炬手。不过我也猜对了一点,那就是李宁将点燃主火炬。

  来自内蒙古的赵小姐:这是我看到的时间最长的点火方式,也是我看到的最刺激的的点火方式。

  来自北京的杨先生:整个开幕式老彰显了古老的中国文明与现代科学的完美融合和升华。李宁集合了奥运精神和中国人自强不息的精神。应该说他完满完成了点火的任务。

  来自福建的张小姐:我很想知道主火炬的点火工艺是怎样的,那个伸出来的“导火索”是什么东西?主火炬的燃烧材料是什么?

  来自河北的刘先生:我很想知道,奥运会闭幕后主火炬怎么处理?是一直“站”在鸟巢上成为永久的纪念,还是会“取”下来?如果取下来,将怎么处理?我很关注。