5月5日航天科工集團副總經(jīng)理、科技奧運工程總指揮薛利上山慰問保障隊員 (宿東攝)

        距第二十九屆北京奧運會的腳步越來越近，3月24日奧運圣火在希臘點燃，開始了前所未有的全球傳遞。3月31日，圣火抵達中國首都北京，隨后，完成境外之旅的圣火開始了國內(nèi)多個城市間的傳遞。百年迎來的奧運，中國將注定賦予它非比尋常的意義，讓奧運圣火在世界第三極——珠穆朗瑪峰燃起，成為每個華夏子孫的心愿。2008年5月8日上午9點多，奧運圣火首次成功登頂世界屋脊珠穆朗瑪峰并順利點燃和進行傳遞，由此創(chuàng)下奧運史上一項新的紀錄。

        科技創(chuàng)新燃起奧運之火

        “科技奧運”的理念貫穿于北京奧運火炬研發(fā)的每一個環(huán)節(jié)。據(jù)悉，航天科工集團公司為北京奧運會研發(fā)的火炬有三種類型：液體燃料火炬、固液組合燃料火炬和固體燃料火炬。在境內(nèi)外傳遞的是液體燃料火炬，也叫地面火炬；用于珠峰傳遞的是固體燃料火炬，也叫珠峰特種火炬；固液組合燃料火炬作為一種中間方案，在珠峰傳遞中作備選。而珠峰火炬系統(tǒng)分為珠峰火炬、高原火種燈、珠峰火種燈、引火器和高原圣火臺五個部分。
        中國工程院院士、中國航天科工集團公司第三研究院發(fā)動機專家、北京奧運火炬燃燒系統(tǒng)總設計師劉興洲及其科研團隊接受媒體采訪時表示，北京奧運火炬燃燒系統(tǒng)研制的五大技術創(chuàng)新，是珠峰特種火炬此次成功燃亮世界屋脊的關鍵。
        珠峰火炬技術的創(chuàng)新頗為引人注目，它包括在低溫低壓強風條件下低燃速可視性好的燃燒技術和惡劣自然環(huán)境條件的試驗模擬技術，前者首次成功實現(xiàn)固體燃料配方在珠峰峰頂極端惡劣環(huán)境條件下(零下四十度低溫、零點三bar低壓、三十米每秒大風)成功點燃并穩(wěn)定燃燒，可靠性高，持續(xù)時間長，可視性好，滿足電視轉播要求，為世界首創(chuàng)；后者在世界范圍內(nèi)首次成功實現(xiàn)珠峰頂極端惡劣環(huán)境條件的地面模擬，為珠峰火炬提供較為真實的考核環(huán)境。
        技術創(chuàng)新之二——珠峰火種燈技術的研發(fā)。它是世界首創(chuàng)的長時間低溫低壓超低燃速暗火火種傳遞技術，首次實現(xiàn)奧運圣火火種在珠峰地區(qū)大海拔跨度(5150米到8844米)惡劣自然環(huán)境條件下的長時間(10天以上)成功傳遞；獨創(chuàng)的燃燒器結構技術創(chuàng)新設計出珠峰火種燈暗火燃燒室，使其能夠保證可靠燃燒，燃料需求量?。华毺氐母咝лp質(zhì)保溫層設計，成功解決隔熱保溫要求和重量限制的矛盾，便于登山攜帶，使用安全可靠；獨創(chuàng)的燃料配方設計保證燃燒可靠，燃燒產(chǎn)物少灰無結渣，進排氣通暢，減小對環(huán)境的依賴，安全無污染，燃燒熱量合適，確保在珠峰頂引燃引火器，點燃火炬。
        高原火種燈技術創(chuàng)新主要是包括抗風技術和燈芯調(diào)節(jié)技術，抗風技術方面利用簡單的自然對流原理，實現(xiàn)高原火種燈在高海拔地區(qū)(3800米到6500米)長時間充分穩(wěn)定燃燒，采用半封閉結構加網(wǎng)罩的方案設計，保證高原火種燈具有良好抗風性能；燈芯調(diào)節(jié)技術采用螺桿加滑塊的滑動機構設計，滿足調(diào)節(jié)火焰高度、降低成煙量要求，調(diào)節(jié)方式簡易可靠。
        第四個技術創(chuàng)新是高原火炬盆技術。高海拔液化燃料穩(wěn)定燃燒技術在世界范圍內(nèi)首次實現(xiàn)液化氣燃料在珠峰大本營低壓大風條件下穩(wěn)定燃燒，獨創(chuàng)的火焰添色技術則利用金屬鹽水溶液與乙醇相混合方法，成功實現(xiàn)長時間(不少于30分鐘)連續(xù)火焰添色(紅色)，使液化氣火焰在珠峰大本營高海拔亮背景下具有很好的可視可攝性。
        最后一個是試驗技術的創(chuàng)新。主要有：創(chuàng)新性設計出專用的小型珠峰低壓大風環(huán)境試驗模擬裝置，為珠峰火炬系統(tǒng)研制提供便捷、廉價的試驗條件；通過設備改造，實現(xiàn)珠峰頂極端環(huán)境條件的模擬，為珠峰火炬系統(tǒng)技術方案的可行性和可靠性提供保證。
        正是這五大創(chuàng)新技術保證了奧運圣火成功抵達珠峰，為百年奧運寫下了前無古人的濃墨重彩的新紀錄。

        精雕細琢奧運火炬

        成功是源于對細節(jié)的不懈追求與完善。正是航天科工研究人員的一個個不眠之夜、一次次失敗，才有了我們今天所看到的無可挑剔的珠峰特種火炬。
        最值得關注的莫過于火炬的燃芯。北京奧運火炬燃燒系統(tǒng)總設計師劉興洲院士介紹說，珠峰特種火炬燃燒系統(tǒng)由燃燒器、穩(wěn)壓裝置和燃氣罐(儲存燃氣)三部分組成。當穩(wěn)壓閥打開以后，燃氣以氣態(tài)形式從氣罐里出來，然后經(jīng)過穩(wěn)壓閥。穩(wěn)壓閥的作用是使從氣罐里出來的氣體經(jīng)過穩(wěn)壓閥后，保持一定的壓力。如果氣體壓力穩(wěn)定的話，在各種氣候變化時，火炬的火焰能保持一定高度。氣體從穩(wěn)壓閥出來后，會經(jīng)過回熱管，到達閥門后氣體“兵分兩路”，一路流到燃燒器的預燃室，另外一路流到主燃室。
        火炬燃料注重環(huán)保，體現(xiàn)了“綠色奧運”的理念。燃料與悉尼奧運會使用的混合燃料有成分上的不同。奧運圣火僅使用了丙烷，丙烷燃燒后形成水蒸氣和二氧化碳，不會外界造成污染，所以說是一種環(huán)保燃料。而且它能夠適應的溫度范圍比較寬，由于火炬要在世界各地傳遞，有的地方溫度高，有的地方溫度低，因此用丙烷這種燃料是比較適合的。但是，丙烷并不是說就沒有任何問題，它在低溫時壓力較小，噴出相對困難，而且在丙烷液體變成氣體時需要吸收熱量，導致燃氣罐溫度降低，所以在設計的時候加了回熱管，用火炬火焰的熱量來加熱燃氣罐，這樣就使得丙烷始終保持一定溫度。
        世人矚目的北京奧運圣火的焰色也是不容忽視的，奧運火炬即使在強光下亮黃色火焰依然清晰可見。對于這點，劉興洲院士解釋道，丙烷氣體燃燒火焰的顏色為亮黃色。火炬手傳遞火炬一般是跑動的，火焰是動態(tài)的，火炬?zhèn)鬟f中還要經(jīng)歷不同背景，因此丙烷燃燒的火焰顏色的可視性很好，在強光和日光情況下均可識別和拍攝。
        按照要求，奧運會火炬須持續(xù)燃燒15分鐘，由于北京奧運火炬體積比較小，經(jīng)過部分修改，在驗收試驗時，火炬持續(xù)燃燒了27分鐘。每個火炬手傳遞的路程只有200米，因此，火炬燃燒時間足可以保證傳遞要求。另外，燃料在燃氣罐內(nèi)壓力過大就會出現(xiàn)爆炸的可能，航天科工研發(fā)人員研制的火炬燃氣罐，經(jīng)過水壓實驗可承受150個大氣壓，從根本上杜絕了這種情況的發(fā)生。