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改过有时候如同手术非得将烂肉去掉非得将脓放出来这个过程跟在医院做手术不一样
首次使用氢能、抗10级强风无畏雨雪……冬奥会火炬“飞扬”背后是高科技2022-02-13 09:22·上观新闻本届冬奥会，科技和绿色是两大主题，无论场馆建设、赛事组织、设备设施，方方面面都无不体现这两大主题。火炬，是最具冬奥特征的标志之一，本届冬奥会火炬，首次实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。冬奥会火炬有哪些高科技？又是如何实现零排放的呢？清洁能源，点燃冬奥火炬“飞扬”是本次冬奥会使用的手持式火炬名称，它采用氢气作为燃料，是世界首套高压储氢火炬，实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。航天科技集团六院101所所长 王成刚：整个是火炬的内核，我们称之为氢芯。这一部分是我们的气瓶，铝合金内胆，碳纤维缠绕主要是考虑到安全性，它的承压能力要达到42兆帕。应该属于高压的范畴了，必须要把储存在气瓶里的氢气要给减压到常压的状态，这是我们航天的专有技术。氢气绿色环保，但易燃、易爆、易泄漏，之前的历届冬奥会还没有成功使用氢气作为火炬燃料的先例。为了契合冬奥会手持火炬曲面外壳设计，在内部空间十分有限的情况下，科研人员做了大胆的创新，采用了针对性设计和轻量化技术，对整套燃烧系统进行了“瘦身”，腾出空间确保有足够的燃料储存量。与此同时，为了确保火炬燃烧过程的高可靠性，科研人员使用了航天的设计理念。航天科技集团六院北京11所冬奥火炬项目控氢阀技术负责人 郑晓东：我们设计的时候，它的强度都是几倍的安全余量。完全按照我们航天可靠性这套理念做了比较充分的试验，跟我们去搞（火箭）发动机有点像了，该有的功能、该有的安全性一个都不能少。火炬不惧严寒，无畏雨雪利用火箭的技术来做火炬，这还真挺新鲜的，这样做出来的火炬可靠吗？带着这样的疑问，总台央视记者专门去实地探访了火炬的试验过程。总台央视记者 李宁：为了确保冬奥会火炬的高可靠性，在航天科技集团六院专门为火炬搭建了试验基地。试验已经开始了，我们可以在这里非常明显地感受到风雨交加的感觉，现在的风速大概是65公里每小时，也就是八级风左右。冬奥会手持火炬要进行多次传递，在传递期间可能会遭遇极端天气，为了让火炬在面对恶劣环境的时候依然能够保持稳定，科研人员模拟了大风、大雨、低温等多种特殊气候环境，进行了300多次的各种工况的试验，最终保证了火炬的高可靠性。航天科技集团六院101所所长 王成刚：我们火炬在测试过程中技术提出的指标只要满足8级风就可以了，我们测试的极限要求做到了10级大风。海拔条件测试要求4000米，我们测试到了5000米。除此之外，试验还进行了火炬手恶劣气候条件下的运动模拟，全覆盖火炬传递过程中的各种运动状态。经过千锤百炼，“飞扬”在10级强风、零下40摄氏度低温、暴雨以及5000米高海拔等环境下的燃烧状态都十分稳定。即便这样，科研人员还是不放心，在每只火炬出厂前，还有一项测试。航天科技集团六院101所所长 王成刚：在每一个火炬装配完成之后，我们进行一个10秒的验证，考核火炬整个性能。所以这一次火炬传递过程中，每一个火炬都得到了完美的展现。为火焰塑形，确保火焰飘逸灵动经过严苛的极端试验，火炬的可靠性得到了保证。但与此同时，科研人员又面临了一个新的挑战，如何让火焰的造型更优美？由于储氢罐的压力非常大，直接点燃之后，火焰会像火箭发动机喷射出的尾焰形态一样猛烈，不但不安全，还缺乏火焰燃烧的飘逸美感，而奥运火炬燃烧出的火焰需要有特定的高度和形态，才能保证流动飘逸的美感。安装在气瓶口的组合阀门——控氢阀中有一个叫做减压阀的部件，这个正是能决定火焰美妙形态的关键部件。航天科技集团六院北京11所冬奥火炬项目技术负责人 刘悦：我们减压阀现在的尺寸只有原来的2/3，它把三部分给耦合在一起了。氢气燃烧很快，火焰出来之后，它比较直，不飘动不灵动。我们减压阀（减压）后的压力是多少，直接会影响它的火焰造型。刘悦介绍，控氢阀可以将氢气的压力从42兆帕的高压转化为约1000帕的低压，这样就控制了火焰燃烧的范围，而飘动的造型就需要火炬中的燃烧器来完成。航天科技集团六院北京11所冬奥火炬项目技术负责人 刘悦：火焰最后的要求它是阶梯状的，中心要高一点。这完全是3D打印出来的一个造型，弯制是弯不出来造型和方向的。给火焰上色，为了美美地“飞扬”解决了可靠性的问题，又给火焰打造了一个完美的造型，这下应该大功告成了吧？然而并没有，接下来，还有一个需要解决的重要问题，那就是给火焰上色。由于氢气的特性，在空气中燃烧呈现出淡蓝色火焰，在自然环境下几乎无法用肉眼看到。为了实现火焰的可视性，就要找出让火焰显示颜色的方法。研制人员为了实现火焰着色，尝试了很多方法，甚至在家里煤气灶上做起了试验，这才有了现在稳定可视的火炬火焰。航天科技集团六院北京11所冬奥火炬项目技术负责人 刘悦：开始虽然有些原理性的知识，但是你还是要做测试，在家里就开始试，找各种各样的，起码原理上是靠谱的。通过一遍遍的试验，科研人员研制出几十种火焰颜色，再经过大量对比之后，最终选定了我们现在看到的偏黄一点的火炬火焰颜色。确定颜色后，接下来要解决的重要问题之一，就是如何将显色剂涂装，才能保证连续5分钟的焰色反应。航天科技集团六院北京11所冬奥火炬项目技术负责人 刘悦：它是通过一种溶剂，把焰色剂配方溶解到一起以后，把它变黏稠，然后慢慢地刷到表面上。差不多是这个位置。记者：涂多少是不是也得（做试验）？航天科技集团六院北京11所冬奥火炬项目技术负责人 刘悦：是，也得做试验，现在像我们手持式火炬5分钟可靠性是一点问题也没有的，再多几倍也没关系。栏目主编：张武 文字编辑：宋彦霖 题图来源：新华社 图片编辑：雍凯来源：作者：央视不管我小时候多么的淘气，他都不会埋怨我，甚至一句气话都没有。