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本文转自：1039调查团
低碳环保的主火炬、晶莹剔透的“大雪花”火炬台、璀璨夺目的光影效果……在刚刚过去的北京冬奥会开幕式上，独具匠心的主火炬的点火方式仍印刻在观众心中。北京冬奥会还首次实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放，这一切背后都有航天科技力量保驾护航。
冬奥会主火炬/来源于新华社
冬奥会开幕式上，鸟巢体育场灯光璀璨，两位火炬手登上台阶，把手中的小火炬插入晶莹剔透的“大雪花”火炬台，完成了这次颠覆传统的奥运点火仪式。主火炬“大雪花”部分由96片小雪花和6个橄榄枝组成，采用轻量化、高强度的铝合金材料，重量为2.2吨。北京冬奥会首次实现了冬奥会历史上的火炬零碳排放。中国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介绍：
刘悦：主火炬燃料使用氢气，它燃烧起来没有碳排放，只生成水。我们在主火炬里内置了两套燃烧系统，一个是小火炬里内置的只能燃烧5分钟的小气瓶。当我们的火炬手做了插接的动作之后，会连通1个外置的燃料系统，这样使主火炬能稳定燃烧8个小时。
冬奥会主火炬/来源于新华社
为了达到360度旋转过程中的稳定燃烧，主火炬应用了航天氢氧发动机燃烧技术，经历过10级狂风、零下40度低温、雨雪等特殊环境下的300多次可靠性试验，可持续保持不熄火、不回火、不脱火。
刘悦：我们将近做了两年的工作，从主火炬的燃烧系统的设计、燃料系统的储存和减压的设计，包括流量的控制，都做了大量的专项测试。它的防风性、防雨性、抗低温能力等，所有作业测试结论都是有数据来支撑的。
刘悦（左）参与火炬研制/北京航天动力研究所提供
为了验证主火炬设计方案，航天科技集团五院508所利用航天器回收着陆场构建出主火炬在鸟巢悬置的模拟试验环境，使用了平时应用于神舟飞船等航天器着陆冲击等地面试验的“冲击试验塔架”。中国航天科技集团五院508所航天技术应用产业处处长王玉强提出：
王玉强：为了保证咱们这次主火炬的有效起吊高度和承载需求，我们选用的实验场内其中一个高40米、长25米、宽15米的冲击实验塔架作为实验主装置，并对机械结构和电力系统进行了适应性改造，以满足咱们主火炬及其吊挂机构的安装要求和实验要求。
火炬研制试验工作/北京航天动力研究所提供
试验验证过程中，为了更真实地模拟主火炬内场应用环境，降低外场自然风及光线影响，508所项目团队结合半个多世纪的航天器降落伞研制经验，选用具有特殊性能的航天器用特纺柔性材料，制成总面积约3000平方米的三面防护网，分别悬挂、固定于试验塔架的西、北、东三个方向。
王玉强：由于柔性材料本身它的刚度是不足的，容易受风力的影响，防护网可能随风摆动，从而影响咱们整个的主火炬的实验。我们的项目团队结合工程经验，利用降落伞设计技术，在防护网的周围增加了经向带和纬向带设计，并选用伸缩量小的绳带作为记流绳，保证了防护网即使在大风的条件下，依然能够保持稳定的张力和可靠性。
火炬研制试验工作/北京航天动力研究所提供
相比往届冬奥会上熊熊燃烧的主火炬，经历“千锤百炼”的北京冬奥会主火炬，在同等条件下，大约可以节省99.9%的能量。
刘悦：以前冬奥会上熊熊燃烧的火焰，比如说天然气的耗量，每小时都要消耗几千立方米。现在我们这个主火炬氢气的耗量，1个小时不到2立方米，这种差距是1000多倍或者几千倍。像我们所来说，主打的氢氧发动机是专门的一个研究所，国内只有这一家，长五火箭的芯一级和芯二级等，用的都是氢氧发动机。
记者 孙媛 编辑 赵明聪 主编 程艳
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