北京冬奧｜航天液體發動機技術打造火炬　首次實現零碳排放

今晚（4日）隨着鳥巢中的奧運主火炬熊熊點燃，2022年北京冬奧會在萬眾期盼中盛大開幕。據了解，冬奧會手持火炬和主火炬以及三胞胎場外火炬的研製，由中國航天科技集團公司第六研究院火炬研製團隊完成。科研人員將航天液體動力技術與冬奧會完美融合，歷時兩年多完成世界首套高壓儲氫火炬的研製，首次實現冬奧會歷史上火炬的零碳排放。

本屆冬奧會上的主火炬與以往歷屆主火炬在視覺效果上都有很大的差別。航天科技集團六院的專家介紹，主火炬採用的是「微火+顯屏」創意形式，利用懸掛在威亞上的執行機構和地面裝置的流暢配合，完成主火炬在40米高空的360度旋轉，實現了「火」與「舞美」的完美融合。

主火炬的點燃方式，是歷屆奧運、冬奧開幕式上最受關注的焦點。北京冬奧主火炬與以往有着很大的不同，最後一棒的火炬手並沒有去點火，而直接把手持火炬插接在主火炬上，實現火焰的無縫連接，沒有引燃的過程。這樣的點火方式是奧運會歷史上百年首創，讓主火炬達到節能的效果。與以往熊熊燃燒的火炬相比，北京冬奧主火炬大約節省99.9%的能量，不僅體現低碳環保的理念，更顯示出中國人的文化自信。

專家介紹，主火炬的造型由小雪花和橄欖枝組成。每一片小雪花、每一個枝頭上都是採用全彩LED直顯屏，每一個發光點的顏色、亮度都是可以獨立控制的，4.8毫米的出光點實現了燈光圖案細膩的多彩變化。在主火炬高顏值、新技術的背後，是航天科技研製團隊長達兩年多的努力。據介紹，為了體現主火炬的輕盈，並實現整體結構的穩定性，科研團隊選用了鋁合金材質，重量只有鋼材質的1/3，實現輕量化的要求。同時，為達到8小時360度旋轉時高效穩定的燃燒，主火炬更採用了航天氫氧發動機的燃燒技術。大國重器上的高端技術加持，保證了主火炬不熄火、不回火、不脫火。

據介紹，主火炬頭頂上的黑盒子，專業名稱叫做姿態調節執行機構。它吊掛在威亞小車上，由小車帶着它移動到中心位置，放下鋼絲繩和電纜與主火炬相連，通過先進的姿態控制技術，配合地面裝置完成我一系列的翻轉、提升和旋轉。姿態調節執行機構中的柔性軟管將氣瓶中的氫氣輸送到火炬中心，支撐主火炬燃燒；滑環可以實現運動狀態下氫氣的連續穩定供應；撬裝氫氣系統是一個集成系統，內含氣罐、兩路減壓系統、電磁閥，主要作用是實現氣體的穩定供應。在設計黑盒子時，研製團隊通過應用氫氧發動機氫燃料加註及推進技術，實現氫、電、控制信號在特殊表演場景下的連續、穩定、可靠供應與傳輸。

值得一提的是，在北京冬奧的火炬研發上，研製團隊還發揮航天工程研發管理經驗，開展了故障模式、影響及危害性分析和故障樹分析，關鍵環節冗餘設計，通過全流程綜合試驗測試，解決了柔性環境條件下的運動控制、長周期穩定燃燒、減穩壓控制、安全應用等難題，實現了主火炬複雜系統的安全可靠使用。

（點新聞記者劉凝哲報道）