首次使用氢能、抗10级强风……揭秘冬奥会火炬“飞扬”背后的高科技

　　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、装备设施，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？又是若何实现零排放的呢？走近火炬“飞扬”↓

　　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，它接纳氢气作为燃料，是天下首套高压储氢火炬，实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。

　　航天科技团体六院101所所长 王成刚：整个是火炬的内核，我们称之为氢芯。这一部门是我们的气瓶，铝合金内胆，碳纤维缠绕主要是思量到平安性，它的承压能力要到达42兆帕。应该属于高压的局限了，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手艺。

　　氢气绿色环保，但易燃、易爆、易泄露，之前的历届冬奥会还没有乐成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形下，科研职员做了勇敢的创新，接纳了针对性设计和轻量化手艺，对整套燃烧系统举行了“瘦身”，腾出空间确保有足够的燃料储存量。与此同时，为了确保火炬燃烧历程的高可靠性，科研职员使用了航天的设计理念。

　　航天科技团体六院北京11所冬奥火炬项目控氢阀手艺认真人 郑晓东：我们设计的时刻，它的强度都是几倍的平安余量。完全根据我们航天可靠性这套理念做了对照充实的试验，跟我们去搞(火箭)发念头有点像了，该有的功效、该有的平安性一个都不能少。

　　火炬不惧严寒 无畏雨雪

　　行使火箭的手艺来做火炬，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历程。

　　总台央视记者 李宁：为了确保冬奥会火炬的高可靠性，在航天科技团体六院专门为火炬搭建了试验基地。试验已经最先了，我们可以在这里异常显著地感受到风雨交加的感受，现在的风速也许是65公里每小时，也就是八级风左右。

　　冬奥会手持火炬要举行多次转达，在转达时代可能会遭遇极端天气，为了让火炬在面临恶劣环境的时刻依然能够保持稳固，科研职员模拟了大风、大雨、低温等多种特殊天气环境，举行了300多次的种种工况的试验，最终保证了火炬的高可靠性。

　　航天科技团体六院101所所长 王成刚：我们火炬在测试历程中手艺提出的指标只要知足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，试验还举行了火炬手恶劣天气条件下的运动模拟，全笼罩火炬转达历程中的种种运动状态。

　　经由千锤百炼，“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固。即便这样，科研职员照样不放心，在每只火炬出厂前，另有一项测试。

　　航天科技团体六院101所所长 王成刚：在每一个火炬装配完成之后，我们举行一个10秒的验证，审核火炬整个性能。以是这一次火炬转达历程中，每一个火炬都获得了完善的展现。

这段长江的生态蝶变，太空视角也看得清清楚楚！

　　为火焰塑形 确保火焰萧洒灵动

　　经由严苛的极端试验，火炬的可靠性获得了保证。但与此同时，科研职员又面临了一个新的挑战，若何让火焰的造型更优美？

　　由于储氢罐的压力异常大，直接点燃之后，火焰会像火箭发念头喷射出的尾焰形态一样凶猛，不只不平安，还缺乏火焰燃烧的萧洒美感，而奥运火炬燃烧出的火焰需要有特定的高度和形态，才气保证流动萧洒的美感。安装在气瓶口的组合阀门——控氢阀中有一个叫作减压阀的部件，这个正是能决议火焰美妙形态的要害部件。

　　航天科技团体六院北京11所冬奥火炬项目手艺认真人 刘悦：我们减压阀现在的尺寸只有原来的2/3，它把三部门给耦合在一起了。氢气燃烧很快，火焰出来之后，它对照直，不飘动不灵动。我们减压阀(减压)后的压力是若干，直接会影响它的火焰造型。

　　刘悦先容，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局限，而飘动的造型就需要火炬中的燃烧器来完成。

　　航天科技团体六院北京11所冬奥火炬项目手艺认真人 刘悦：火焰最后的要求它是门路状的，中央要高一点。这完全是3D打印出来的一个造型，弯制是弯不出来造型和偏向的。

　　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善的造型，这下应该大功告成了吧？然而并没有，接下来，另有一个需要解决的主要问题，那就是给火焰上色。

　　由于氢气的特征，在空气中燃烧出现出淡蓝色火焰，在自然环境下险些无法用肉眼看到。为了实现火焰的可视性，就要找出让火焰显示颜色的方式。研制职员为了实现火焰着色，实验了许多方式，甚至在家里煤气灶上做起了试验，这才有了现在稳固可视的火炬火焰。

　　航天科技团体六院北京11所冬奥火炬项目手艺认真人 刘悦：最先虽然有些原理性的知识，然则你照样要做测试，在家里就最先试，找林林总总的，最少原理上是靠谱的。

　　通过一遍遍的试验，科研职员研制出几十种火焰颜色，再经由大量对比之后，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，接下来要解决的主要问题之一，就是若何将显色剂涂装，才气保证延续5分钟的焰色反映。

　　航天科技团体六院北京11所冬奥火炬项目手艺认真人 刘悦：它是通过一种溶剂，把焰色剂配方消融到一起以后，把它变黏稠，然后逐步地刷到外面上。差不多是这个位置。

　　记者：涂若干是不是也得(做试验)？

　　航天科技团体六院北京11所冬奥火炬项目手艺认真人 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。

【编辑:左雨晴】