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奥运十年话冬奥丨“祥云”火把背地的航天科技
日期:2018-05-16  来源:未知  

2018年5月4日,千龙网“奥运十年话冬奥”系列报道团队前去奥运火炬研发机构掀秘祥云火炬当面的高科技。图为参加祥云火炬设计研发的两位下级工程师。千龙网 张龙 摄

【编者案】2018年8月8日,是北京奥运会胜利举行10周年留念日。10年去,北京2008年奥运会对中国的经济和国民的出产、生涯带来的宏大硬套仍在持续。从2018年1月开端,“奥运十年话冬奥”系列报导将不按期取你会晤,让咱们和奥运人一起回看北京奥运的辉煌光阴,远望冬奥,只为可贵的北京2008奥运精力得以连续。

千龙网北京5月4日讯(记者 黄业 张龙 郝帅)北京2008年奥运会火炬名为“祥云”,他的表面引得万寡注视,天下冷艳,却陈有人晓得这小小的火炬在闪烁于奥运舞台之前,所阅历的重重磨练。克日,千龙网“奥运十年话冬奥”系列报讲团队采访了中国航天科工三院31所两位高等工程师柳发成和戚磊,作为北京2008年奥运会“祥云”火炬燃烧系统设计师,他们背记者回想了“祥云”火炬设计过程当中的点点滴滴,让人人懂得到那份光荣背地中国航天人的忘我贡献。

凝散航天人智慧和汗水的“祥云”

北京2008年奥运会“祥云”火炬的设计竞标波及到两局部,中不雅设计花降遐想团体翻新设计核心;内部燃烧系统设计由中国航天科工散团公司(以下简称航天科工)承当。作为燃烧系统研发单元的中国航天科工集团三院31所(以下简称31所),是飞航动力技术专业研讨所,在其所行过的六十年过程中,在能源技术范畴发明了多项第一,对燃烧系统的研究在海内金榜题名。

北京奥运火炬燃烧系统包含空中传递火炬燃烧系统、珠峰传递火炬、高本火种灯、珠峰火种灯、圣火台以及引火器等。基于31所技术配景,北京奥运火炬燃烧系统设计过程中大批借鉴或利用了航天动力技术:液体火炬借鉴了冲压动员机的研究技术,固体火炬鉴戒了固体发念头的研究技术;珠峰火种灯使用了航天级的高效保温材料,集热少隔热效果好,既有利于火种保留又不会烫伤携带者。除此除外,火炬试验技术也借鉴了航天的试验技术,凝集了航天人的智慧休息和辛苦汗水,极端体现了航天高科技的才能和程度。

31所敏捷建立了以我国冲压发动机技术奠定人——刘兴洲院士为总设计师的火炬研发团队,个中,柳发成负责火炬燃烧系统的设计,戚磊背责珠峰火炬和火种灯的研制。

柳发成告诉记者,火炬设计最主要的是让它在各类情况下保持燃烧,这里需要考虑极其状况:缺氧、大风、冰雹、摔挨等。北京奥运火炬的燃烧系统最突出的特色体当初三个方面:环保,分量轻,对于气温、气压变更微风雨等内部环境有着很强的顺应性。

柳发成拿着祥云火炬内芯对记者道,火炬部件玲珑松散,多半资料采用了较轻的铝,有益于火炬手持续脚持前进。同时,应用燃料轮回活动高效回热来加热燃料瓶,就算在-40℃低温下仍能照旧工作。并且就算碰到不测,火炬熄灭也没关系,由于火炬燃烧室中有一个隔板,将其分红主燃室和预燃室。这类单火焰设计是“祥云的”重要立异点,也是火炬的要害中心技术,其时也是在国内初次应用。预燃室相称于一个稳固的火源,保障它一直不灭,即便里面的主燃室火焰燃烧,它也能够立刻把主火焰点燃。

提到火焰,柳收成表现那外面学识也没有小,2008年之前的奥运火炬采取混杂燃料较多,以丁烷为主。祥云火把却采用丙烷做燃料,一是为了能正在水炬通报道路范畴内,满意高温情况应用的请求。二是斟酌丙烷焚烧后火焰是橙色,存在更好的可视性。并且,丙烷熄灭后只发生火蒸气跟发布氧化碳,凸起了环保特征。

战胜重重艰苦确保火炬逾越世界屋脊

这样设计出来的祥云火炬已可谓完善,但是在2006年9月,航天科工火炬研发团队奔赴西藏珠峰大本营进行实地试验时,发现液态丙烷火炬在本地低压环境下燃烧时间太短,达不到运用要供。在这样的情况下,设计人员测验考试将固体预热剂与液化丙烷结合,进行了固液组合火炬的初次试验,发现抗低压性能和可视性均比液态燃料火炬有了显明改良。前往北京后,研发团队将珠峰火炬的研制重点转向固液结合火炬和固体燃料火炬。

担任奥运火炬珠峰燃烧技巧科研攻闭的戚磊告知记者,他们在所里拆建了一个能够模仿年夜风、小雨、低温、高压等各类实在天然情况的实验舱,如许良多后期调试任务就可以很便利的实现。在完成火炬设想的试验室考证后,2007年1月,所里派出一收由10多名计划职员构成的试验团队奔赴乌龙江漠河,对付火炬在低温、微风前提下的机能禁止真天测试。

在漠河,试验团队遭受了一次险情。在手持固体燃料火炬焚烧试验时,固体燃料呈现了多次“爆燃”喷射,在强盛的打击力下,戚磊依然松握火炬,防止了危急的掉控。对于此次事变的起因,试验团队剖析后发现,问题既不是出在固态燃料火炬自身,也不是固体药剂配方的问题,而是固态燃料的加工工艺存在问题,压药不平均。随后他们改良工艺历程,将野生装药改成机器把持拆药,将问题完全解决,“爆燃”景象再未产生过。

2007年4月下旬,航天科工珠峰火炬试验团队第二次进躲。2007年5月7日,登山队员带着固体燃料火炬和固液结开火炬开初登顶测试。5月9日,爬山队员成功登顶,并顺遂扑灭了照顾的3支固体火炬。但是,因为草拟掉误,爬山队员已能面燃固液联合火炬。因为时间十分缓和,出有时光再部署登顶测试,固体燃料火炬被断定为珠峰火炬燃烧体系终极设计计划。

珠峰火炬燃烧系统的问题解决了,但是珠峰火种灯的研制却逢到了题目。传统设计的火种灯在高原低压情形下,燃烧1-2个小时就会熄灭。为了寻觅珠峰火种灯牢靠的燃料源,研发人员堪称费尽心理。最后从手炉和蜂窝煤中遭到启示,研制了特别的复合固体燃料,并将燃料柱像蜂窝煤一样高低摞放在火种灯内,上面的燃尽化成灰,下面的就会主动落上去,这样经由过程一直增加燃料柱就能够坚持火种灯不灭。采用这样的技术后,珠峰火种灯至多能保持稳定燃烧14个小时,令齐世界都感到惊奇。

另外,虽然2007年5月的火炬登顶珠峰试验获得成功。然而研发人员在回看电视旌旗灯号时发明,电视绘里上火炬燃烧时火焰成放射柱状,不雅观不超脱且发烟度太年夜。因而大师再次群策群力,经由过程对火炬外部构造的改革,减上对固体燃料配圆进止了100屡次试验,终究找到了处理方案。岂但成功地将珠峰火炬的燃烧时间延伸至8分钟,借使得火焰的色彩比之前加倍晶莹、丰满和潇洒。2008年5月8日,在全球人平易近的存眷中,珠峰火炬传送接力美满成功,火炬全体成功点燃并失掉了优越的曲播后果,兑现了北京申奥时做出的“将奥运火种传递至世界的第三级”的肃穆许诺。

不忘初心密意期盼冬奥

虽然曾经从前了十年,但两位设计师回想起昔时奥运火炬研造工作中的各种细节仍然记忆犹新、口若悬河,那一份冲动溢于行表。在道到这段经历给本人带来了哪些播种时,戚磊表示,这是一段易记的人死经历,让他取得了很强的声誉感,航天人宽谨的风格在研制过程中到处体现。在火炬设计进程中,自己领会最深的便是老同志赐与年沉人无公的领导,和谨严的迷信立场,让他从老一辈航天人身上教到了许多。

柳发成表示,自己2004年研究生卒业,2006年能参加这个名目,觉得非常幸运,如许的机遇一生能遇上一次很不轻易。老同志的无私、认实、不辞辛苦的敬业精神,是年轻一代航天人需要当真进修的,也是自己所需要的名贵精神财产。经过老同志以老带新的经心指点,自己获得了很好的锤炼,丰盛了营业常识,积聚了工程教训,对前面的工作起到了很好的领导感化。

在采访过程中,柳发成和戚磊多次提到“祥云”火炬研发团队的牵头人刘兴洲院士,事先年过七旬的他不但亲临生产、试验现场,进行技术把关,还亲自设计试验方案,亲身着手做试验,同庚轻同志一路加班加点,任劳任怨。为了保证地面火炬的品质,为解决抗风问题,古密白叟不惧苦乏,连秋节都没有休养,简直天天都要抽出时间往火炬实验室,了解项目停顿情况,解决技术问题,乃至或挽起袖子和各人一同干,经由数百次试验,末于将“纸火相融”的祥云火炬从幻想酿成事实。

采访的最后,两位“祥云”火炬设计师蜜意的表示,固然今朝工作压力很重,当心假如2022年北京冬奥会须要他们奉献力气,必定义不容辞,尽心尽力。

记者手记

火炬设计师面貌记者采访时没有激昂,没有高兴,只要漠然,好像为了完成任务所产生的伟大支付和血汗皆是应当的,这所有只是果为“航天精神”四个字。

研发“祥云”的团队由院士牵头,中青结合,老同道未老先衰、愈老弥脆,年青人挑肥拣瘦、冲锋在前。真挚表现出了航天人“特别能刻苦、特殊能战役、特别能攻关、特别能奉献”的航天粗神。

火炬设计师骄傲的告诉记者,这项不计本钱的义务,除航天人不人乐意做。

让我们向“航天精神”请安!

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