2022年2月2日，舉世矚目的北京冬奧會(huì)舉行火炬?zhèn)鬟f儀式?；鹁媸謧兪殖衷煨蛣e致的“飛揚(yáng)”火炬，傳遞“更快更高更強(qiáng)更團(tuán)結(jié)”的奧運(yùn)精神，傳遞愛(ài)好和平崇尚運(yùn)動(dòng)的不變情懷。

　　“飛揚(yáng)”火炬的心臟--核心與關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)第六研究院，他們運(yùn)用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的氫能技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了冬奧會(huì)火炬的“氫”舞飛揚(yáng)。

　　經(jīng)過(guò)千錘百煉，“飛揚(yáng)”在10級(jí)強(qiáng)風(fēng)、零下40℃低溫、暴雨、以及5000米高海拔等環(huán)境下的燃燒狀態(tài)都十分穩(wěn)定，可謂擁有鋼筋鐵骨，不懼任何環(huán)境。

研制過(guò)程中難點(diǎn)頻出 火炬團(tuán)隊(duì)迎難而上

　　本次冬奧會(huì)手持火炬“飛揚(yáng)”采用綠色環(huán)保、燃燒性好的氫氣作為燃料，是世界首套高壓儲(chǔ)氫火炬，實(shí)現(xiàn)了冬奧會(huì)歷史上火炬的零碳排放。其全部?jī)?nèi)部燃燒裝置均由航天六院北京11所及101所聯(lián)合設(shè)計(jì)制造。

　　氫作為最干凈的燃料，燃燒時(shí)除生成水外不會(huì)產(chǎn)生碳排放，也不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的任何污染物。接到冬奧會(huì)手持火炬“心臟”研制任務(wù)，航天六院高度重視，全力攻關(guān)，院領(lǐng)導(dǎo)多次前往項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)研項(xiàng)目進(jìn)展，慰問(wèn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。在航天六院所屬北京11所、101所兩家單位強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的共同推進(jìn)之下，為“大火箭”保駕護(hù)航的航天六院綠色氫能動(dòng)力成功轉(zhuǎn)化為點(diǎn)燃“小火炬”的能量源泉。

　　2020年2月底，航天六院一批精英骨干陸續(xù)抽調(diào)到位，組成了手持火炬項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始了跨專業(yè)、多領(lǐng)域的科學(xué)研究與技術(shù)突破，拉開(kāi)了從無(wú)到有，將火炬藝術(shù)創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)物產(chǎn)品的艱苦過(guò)程。

　　2020年7月9日，火炬原理樣機(jī)首次組合為一體，試火成功，標(biāo)志著手持氫燃料火炬工程化研制的正式開(kāi)始。

　　研制過(guò)程中難點(diǎn)頻出，調(diào)整火焰顏色、控制火焰形態(tài)等，都是需要一一攻克的難題。

內(nèi)部元件所承受壓力 相當(dāng)于海底4200米深水壓

　　按照“飛揚(yáng)”手持火炬的設(shè)計(jì)，其內(nèi)部元件所承受的壓力有42兆帕，相當(dāng)于傳統(tǒng)火炬的50多倍，可以想象為在海底4200米深的水壓。

　　奧運(yùn)火炬燃燒出的火焰需要有特定的高度和形態(tài)，才能保證流動(dòng)飄逸的美感。安裝在氣瓶口的組合閥門——控氫閥中，有一個(gè)叫做減壓閥的部件，正是這個(gè)能決定火焰美妙形態(tài)的關(guān)鍵部件。若通過(guò)減壓閥的氫氣壓力太大時(shí)，火焰將以類似于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴射出的尾焰形態(tài)一般猛烈，不但不安全、不可控，還缺乏美感，所以必須將壓力控制在與大氣壓同一水平，需要通過(guò)減壓閥將壓力降低約420倍。且要在圓滿完成減壓任務(wù)的同時(shí)，保證重量輕、尺寸小，在極其有限的空間范圍內(nèi)尋求解決方案。

　　為了實(shí)現(xiàn)手持火炬的燃燒系統(tǒng)技術(shù)，火炬團(tuán)隊(duì)拿出了完成國(guó)家重大航天工程任務(wù)，確保不帶任何隱患上天的勁頭和航天人嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的工作作風(fēng)，在兩年多的時(shí)間里完成了所有藝術(shù)創(chuàng)意的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，用技術(shù)實(shí)力助推綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)理念的傳播，在世界人民面前展示出中國(guó)航天的科技實(shí)力。

壓力提高20% 控氫閥門尺寸縮減了52毫米

　　隨著冬奧會(huì)手持火炬外形設(shè)計(jì)的最終定稿，體現(xiàn)北京“雙奧之城”傳承與發(fā)揚(yáng)的火炬“飛揚(yáng)”進(jìn)入了公眾視野，火炬如絲帶飄舞，旋轉(zhuǎn)上升，最后呈現(xiàn)為飛揚(yáng)的火焰，飽含著美好的寓意。然而也正因?yàn)檫@優(yōu)美飄逸的內(nèi)外飄帶造型，使得火炬內(nèi)部可用空間非常有限。給燃燒裝置等系統(tǒng)的研制帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。

　　與以丙烷、丁烷為燃料的傳統(tǒng)火炬相比，“飛揚(yáng)”手持火炬以氫氣為燃料，采取的另一種完全不同的技術(shù)路線。想要維持同樣的燃燒時(shí)間，氫氣所需要的存儲(chǔ)空間要比丙烷大一倍，所以若只是通過(guò)減少儲(chǔ)氫氣瓶尺寸必然不能滿足氫氣的燃燒用量，這為火炬燃燒系統(tǒng)帶來(lái)了前所未有的難題。

　　經(jīng)過(guò)六院火炬團(tuán)隊(duì)的反復(fù)論證，最終決定縮小儲(chǔ)氫氣瓶的尺寸，提高設(shè)計(jì)壓力，而在這樣“牽一發(fā)動(dòng)全身”的研制項(xiàng)目中，任何一點(diǎn)細(xì)微的變化，都將帶來(lái)無(wú)數(shù)個(gè)未知和難關(guān)等待研制團(tuán)隊(duì)去發(fā)現(xiàn)和攻破。航天人不畏艱難，經(jīng)過(guò)集智攻關(guān)，最終突破高壓儲(chǔ)氫這一關(guān)鍵技術(shù)難題。

　　同時(shí)，通過(guò)整合功能模塊，優(yōu)化內(nèi)部零件布局，盡可能壓縮內(nèi)部細(xì)小流道，研制團(tuán)隊(duì)還在壓力提高20%的前提下，將控氫閥門尺寸從原來(lái)的162毫米縮減到了110毫米，從而最大程度為儲(chǔ)氣瓶爭(zhēng)取到了極其寶貴的容積。

經(jīng)過(guò)了300多次可靠性試驗(yàn) 10級(jí)強(qiáng)風(fēng)和零下40℃低溫下也能穩(wěn)定燃燒

　　為了確保手持火炬的高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性，在初步設(shè)計(jì)完成后，六院研制團(tuán)隊(duì)對(duì)手持火炬開(kāi)展了綜合性能試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)搭建手持火炬綜合試驗(yàn)系統(tǒng)模擬風(fēng)、雨、雪低氣溫、高海拔、高濕度等氣候條件及運(yùn)動(dòng)模擬裝置，以全覆蓋模擬火炬?zhèn)鬟f過(guò)程中的各種極端運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　最終，六院研制團(tuán)隊(duì)對(duì)整個(gè)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了300多次的可靠性試驗(yàn)，使得火炬通過(guò)了在極寒環(huán)境、狂風(fēng)、嚴(yán)酷的雨雪天氣等情況下的測(cè)試。經(jīng)過(guò)千錘百煉，“飛揚(yáng)”在10級(jí)強(qiáng)風(fēng)、零下40℃低溫、暴雨、以及5000米高海拔等環(huán)境下的燃燒狀態(tài)都十分穩(wěn)定，可謂擁有鋼筋鐵骨，不懼任何環(huán)境。(華商報(bào)記者 馬虎振 通訊員 朱怡藍(lán))