航天六院火炬研制團隊技術(shù)人員在進(jìn)行火炬技術(shù)探討。受訪(fǎng)者供圖
2月4日晚，舉世矚目的北京第二十四屆冬季奧林匹克運動(dòng)會(huì )開(kāi)幕式在國家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）隆重舉行?，F場(chǎng)，無(wú)論是火炬手傳遞的手持火炬，還是最后“大雪花”中央的主火炬，均是“火光”燦爛，震撼人心。
除過(guò)外觀(guān)，火炬“飛揚”所有系統的設計和制造，都是由總部位于陜西的航天科技集團公司第六研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)航天六院）11所（京）和101所組成的火炬研制團隊完成的。兩年多來(lái)，火炬研制團隊攻克了一道道難關(guān)，完成了一次次創(chuàng )新。
2020年1月，接到參與北京冬奧會(huì )火炬研制的任務(wù)。
2020年2月，被正式確定為手持火炬研制的牽頭單位。
2020年8月，正式明確手持火炬的燃料為氫氣。
2020年9月，手持火炬造型最終確定。
2021年2月，北京冬奧會(huì )主火炬方案確定將最后一棒經(jīng)過(guò)特殊設計的手持傳遞火炬直接作為主火炬燃燒器。
2021年6月，手持火炬在歷經(jīng)重重考驗后實(shí)現“無(wú)懼風(fēng)雨”。
2021年10月，主火炬在綜合演練中盛開(kāi)“火焰”。
2022年2月4日，主火炬在國家體育場(chǎng)嵌入“大雪花”，驚艷了世界。
點(diǎn)火前760天：
接到北京冬奧會(huì )火炬研制任務(wù)
火炬，一直以來(lái)都是奧運會(huì )的關(guān)鍵一環(huán)，集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身，令人矚目。2020年1月初，航天六院11所（京）接到參與北京冬奧會(huì )火炬研制的任務(wù)。
據介紹，航天六院11所（京）研制的三型氫氧發(fā)動(dòng)機，在北斗工程、嫦娥工程、火星探測及空間站建設等重大工程項目中都表現完美。依托火箭動(dòng)力專(zhuān)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，航天六院11所（京）在民用產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng )新方面建樹(shù)頗豐，為我國能源化工行業(yè)提供了大量?jì)?yōu)質(zhì)熱能工程、特種泵閥、節能環(huán)保裝置等關(guān)鍵裝備和產(chǎn)品。
作為全國唯一一家液氫液氧發(fā)動(dòng)機研制單位，航天六院11所（京）在氫能方面研究積累了數十年經(jīng)驗，具有強大的技術(shù)優(yōu)勢和人才儲備。“沒(méi)有比我們所更適合的研制單位了。我們有工業(yè)火炬研制基礎，也有關(guān)鍵閥門(mén)技術(shù)支撐，我們就是奧運火炬制作的最優(yōu)選。”該所黨委書(shū)記李曉峰說(shuō)。
就這樣，航天六院11所（京）舉全所之力，抽調了一批精英骨干，組成了手持火炬項目團隊，開(kāi)始了跨專(zhuān)業(yè)、多領(lǐng)域的科學(xué)研究與技術(shù)突破。2020年2月底，該所被正式確定為手持火炬研制的牽頭單位，開(kāi)始了從0到1、將創(chuàng )意轉化為產(chǎn)品的“征途”。
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選擇氫氣作為冬奧會(huì )火炬燃料
2020年8月，北京冬奧組委發(fā)出通知，正式明確手持火炬的燃料為氫氣。
燃料確定為氫氣后，航天六院火炬研制團隊的燃燒、閥門(mén)、控制等多個(gè)小組開(kāi)始研判分析各種可能遇到的問(wèn)題：想要在北方冬季嚴酷的室外環(huán)境中順利傳遞火炬，特別是要確?；鸱N不熄滅，該如何做？氫作為世界上最小的元素，如何保證它在運輸和傳遞的過(guò)程中不會(huì )泄漏？同時(shí)，氫氣沒(méi)有顏色，要進(jìn)行焰色反應；火焰不能像火箭發(fā)動(dòng)機一樣噴射而出，要有曲線(xiàn)美感……
2020年9月，北京冬奧會(huì )手持火炬的造型最終確定。“外觀(guān)設計團隊的創(chuàng )意非常驚艷，流線(xiàn)型的造型，律動(dòng)感很強。這給我們團隊的‘藝術(shù)實(shí)現’出了一道‘考題’。”航天六院11所（京）特種閥事業(yè)部常務(wù)副總經(jīng)理丁英仁說(shuō)，“現有的燃燒系統，從尺寸到造型都難以匹配。想要把燃燒系統裝進(jìn)火炬的內部空間，除了要精簡(jiǎn)閥門(mén)外形、優(yōu)化內部空間外，還要將氣瓶中的壓力由35兆帕提升至42兆帕。”
7兆帕的壓力差看似很小，但要真正實(shí)現，卻是一個(gè)巨大的挑戰。像閥門(mén)的密封技術(shù)、降壓技術(shù)、火焰穩定技術(shù)、可靠性等，都需要一一攻克。
兩個(gè)月的時(shí)間，航天六院11所（京）和101所技術(shù)團隊與外觀(guān)設計團隊不斷進(jìn)行圖紙修改與迭代，以達到外觀(guān)與內部尺寸的完美匹配。
點(diǎn)火前365天：
手持火炬成為奧運會(huì )主火炬
2021年2月，北京冬奧會(huì )主火炬方案確定采用“微火+顯屏”方式，將最后一棒經(jīng)過(guò)特殊設計的手持傳遞火炬直接作為主火炬燃燒器。這樣的方案，在奧運會(huì )歷史上尚屬首次。
主火炬項目團隊原本以為，有了小火炬的技術(shù)基礎，主火炬的難度不會(huì )太大，沒(méi)想到導演的藝術(shù)創(chuàng )意給了他們一個(gè)非常大的“驚喜”。“從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，微火的實(shí)現并不容易。主火炬要長(cháng)時(shí)間燃燒，對環(huán)境適應性、穩燃性及抗低溫、火焰顯色等方面均有很高要求。而且，氫氣的供給要確保安全、穩定。我們最終將氫氣供給系統設計為撬裝結構，將儲存、減壓、輸送、控制集成起來(lái)。”主火炬技術(shù)負責人、航天六院11所（京）研發(fā)人員劉悅說(shuō)。
劉悅介紹，與以往火炬最大的不同，還在于北京冬奧會(huì )主火炬懸掛在鳥(niǎo)巢上空，這對系統的可靠性提出了極高要求。為確保各個(gè)環(huán)節萬(wàn)無(wú)一失，保證主火炬在鳥(niǎo)巢上空完美呈現，火炬研制團隊不光在結構的穩定性、承載力、空中姿態(tài)方面尋找最優(yōu)方案，還在供電、信號、燃燒、機電、播控等方面都進(jìn)行了冗余設計。
“最后一棒手持火炬就是主火炬。為了讓其能夠經(jīng)受住長(cháng)時(shí)間的燃燒和室外環(huán)境影響，我們采用了耐熱不銹鋼的殼體材質(zhì)，并對焰色實(shí)現方法與固化方式做了針對性設計，保證了最終的呈現效果。”劉悅說(shuō)。
點(diǎn)火前120天：
順利完成綜合演練
2021年6月底，在歷經(jīng)310次綜合測試，經(jīng)受了時(shí)速100公里的10級大風(fēng)、每小時(shí)50毫米的降雨、零下40攝氏度的極寒環(huán)境，以及5000米海拔等重重考驗后，手持火炬已真正“無(wú)懼風(fēng)雨”。
2021年10月的一天，北京南部朱莊地區的試驗場(chǎng)，火炬研制團隊正在進(jìn)行綜合演練的準備工作。一年多來(lái)，團隊成員不知加過(guò)多少次班、熬過(guò)多少次夜，但這次熬夜對于他們意義不同。因為這一天，他們終于要第一次看到主火炬在空中亮起來(lái)了。
凌晨3時(shí)，綜合演練的最后，飄舞在空中的“雪花”托舉著(zhù)盛開(kāi)的“火焰”，在冰與火的碰撞中，藝術(shù)照進(jìn)了現實(shí)。“終于成功了！”項目團隊成員喜悅的淚水奔涌而出。
“北京冬奧會(huì )的創(chuàng )意，是對傳統奧運會(huì )主火炬方案的顛覆。主火炬工作時(shí)間從1.5小時(shí)不斷延長(cháng)到最后的8小時(shí)，顯示方案在不斷調整，供氫方案進(jìn)行了多次選擇和安全論證，火炬展示程序及動(dòng)作也在過(guò)程中不斷增加。這些都是對我們技術(shù)實(shí)力和應變能力的考驗。”劉悅說(shuō)。
除了手持火炬和主火炬，北京冬奧會(huì )還設有3處場(chǎng)外火炬，分別位于延慶城區、張家口太子城冰雪小鎮、北京奧林匹克森林公園中心區。“3處場(chǎng)外火炬與主會(huì )場(chǎng)火炬同步點(diǎn)燃，是對儲氫、運氫、燃燒等多重技術(shù)的考驗。”場(chǎng)外火炬負責人張范說(shuō)。
點(diǎn)火進(jìn)行時(shí)：
高光時(shí)刻終于到來(lái)
2月4日，國家體育場(chǎng)，最后一棒火炬傳遞到兩位“00后”運動(dòng)員——越野滑雪運動(dòng)員迪妮格爾·衣拉木江、北歐兩項運動(dòng)員趙嘉文手中。萬(wàn)眾矚目下，兩名火炬手跑向“白鴿”環(huán)繞的“大雪花”，將火炬嵌入“大雪花”中央，形成了這座由所有代表團雪花造型引導牌組成的主火炬，驚艷了世界。
伴隨著(zhù)雪花飄揚，奧運火炬點(diǎn)燃，火炬研制團隊所有成員的內心都沸騰了。他們或激動(dòng)相擁，或振臂高呼，或淚光閃爍，或開(kāi)懷大笑。這一刻，一切都值得！
火炬研制團隊一直在追逐火光。為了這束“光”的順利綻放，他們進(jìn)行了大量的技術(shù)創(chuàng )新，他們熬過(guò)了700多個(gè)日日夜夜，他們做了310次綜合試驗，他們在凌晨2時(shí)到早上7時(shí)這個(gè)時(shí)間段奮戰鳥(niǎo)巢70天，他們彩排調試30次，他們在項目現場(chǎng)度過(guò)了3個(gè)春節，他們加班加點(diǎn)4.8萬(wàn)個(gè)小時(shí)……
“北京冬奧會(huì )主火炬點(diǎn)燃、‘雪花’綻放的這一歷史性畫(huà)面，將定格在我們團隊所有人的記憶深處，也將激勵我們繼續發(fā)揚航天精神，在后續的各項重大工程任務(wù)中攻堅克難、砥礪前行，為大國工程作出新的貢獻。”李曉峰說(shuō)。
(責任編輯：張云文)
