【航天六院火炬研制团队揭秘北京冬奥会火炬背后的秘密:主火炬点火没有引燃过程,为奥运会历史上百年首创】#北京冬奥会开幕式# #北京冬奥会主火炬没有引燃过程为奥运会历史首创# 奥运会火炬一直都备受瞩目,这次北京冬奥会有手持火炬、主火炬、场外火炬三种。据航天科技集团六院专家介绍,为适应奥运火炬绿色环保、清洁的发展趋势以及科技奥运的发展方向,这次全部采用氢气作为燃料。虽然2020年夏季奥运会上日本已首次采用了氢为燃料的火炬,但这次采用的是高压储氢火炬,也是世界首套高压储氢火炬,首次实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。

奥运火炬从最初的镁块,逐渐演化成丙烷,再到本届冬奥会的无污染零碳排放的氢气,充分体现了这届冬奥会的绿色环保和科技理念,体现了我国的科技实力。
为了用氢气做燃料,总部位于西安的航天科技集团六院11所(京)和六院101所组成的六院火炬研制团队用两年时间攻克了一个又一个难关,在奥运会火炬的历史上画上了浓墨重彩的一笔。

1、手持火炬:无惧零下40℃低温和十级狂风
作为奥运会前最重要仪式之一的奥运圣火传递,要穿越高山,穿越不同环境的城市,经历冬季特有的低温、大风,甚至是雨雪交加的情况。在这样的环境下火炬是怎么做到不熄灭的呢?六院专家介绍,这和手持火炬的内部核心装置有关。
本届冬奥会的手持火炬真正体现了外壳艺术性,内核技术性的特点。因为氢气虽然绿色环保无污染,但也存在易爆炸、易泄露、泄露时无色无味不好发现的“缺点”。而要达到5分钟稳定燃烧,也需要很强的技术性。手持火炬采用高压储氢方案,内核由三部分组成,从底部到顶部分别是气瓶、控氢阀和燃烧器。其中,控氢阀和燃烧器都是由六院11所(京)攻关研制,气瓶(氢燃料储存装置)则由六院101所研制。在攻关过程中,六院研制团队解决了氢火焰可视性、复杂曲面适应性、大比例减压、氢安全利用、氢燃料储存等多个难题,让世界首套的高压储氢火炬具有了优秀的环境适应性能。

控氢阀是安装在气瓶口的一种组合阀门,作用主要是将气瓶内的高压氢气减压稳压到需求的出口压力,配备瓶口阀允许气瓶充气,防止气瓶排气,并且自带开关,能控制气瓶通气和断气。研制团队为了让控氢阀能适应北方冬季寒冷的气候,让控氢阀接受了-30℃的考验。同时为配合“飞扬”充满生机的流线外表以及飞扬的火焰外形,在有限的空间和重量要求下,还对控氢阀进行了“瘦身”,腾出空间给气瓶确保火焰的大流量。为保证可靠性,控氢阀在设计出厂时经过了气密封试验、寿命试验、水压试验等等十七八种、上百次试验。
火炬能在各种环境下燃烧,离不开燃烧器。设计燃烧器的时候,研制团队首先要满足“飞扬”复杂曲面特征的结构要求、火焰形态及火焰稳定性的要求。为了满足这些要求,研制团队把燃烧器依据曲面造型的要求进行了结构设计,建立燃烧器喷口直径、喷口流量与火焰形态的关系,并以此控制火焰的形态。同时,在给燃烧器建立火焰稳定性的设计方法时,巧妙的利用飞扬的曲面,构建了一种钝体稳定结构,把火焰根部很好的保护起来,降低了外界环境对燃烧的影响。因为氢气燃烧时火焰是无色,所以燃烧器的出口处也经过了特殊设计。六院研制团队在出口处给燃烧器安装了一件格栅,在这个格栅表面喷涂碱金属,通过把温度提高到650℃以上,实现焰色可视性。这种基于焰色反应原理的氢气火焰颜色控制方法是研发团队的创新打造,通过配方和涂装方法可以实现不同颜色的火焰。

随着研制团队对技术的不断迭代优化和多次严密的火炬测试,火炬经过了严苛的考验,能够经受各种极端条件的挑战,不惧天气变化、海拔高度和意外掉落。本届冬奥会的火炬通过火炬综合环境模拟试验平台进行了测试。火炬在低温-40℃的极寒环境、直面时速高达100km/h的十级狂风、行进中50mm/h的雨雪天气等情况下经受了测试。此外,火炬还从2米高的高度被丢向地面,并在阵风时速超过65km/h的模拟环境中经受了5000m以上的高海拔测试。为了完成这一系列的测试,研制团队进行了300多次的可靠性试验。

2、主火炬:“微火+显屏”的创意形式,实现“火”与“舞美”完美融合
六院专家介绍,本届冬奥会上的主火炬与以往历届主火炬在视觉效果上有很大差别,因为研制团队采用的是“微火+显屏”创意形式,利用悬挂在威亚上的执行机构和地面装置的流畅配合完成主火炬在40米高空的360度旋转,实现了“火”与“舞美”的完美融合。
另外这次和以往的主火炬相比还有一个很大的不一样:那就是最后一棒的火炬手并没有去点火,而是直接把手持火炬插接在了主火炬身上,实现了火焰的无缝连接,没有引燃的过程。这样的点火方式是奥运会历史上百年首创,达到了节能的效果,与以往熊熊燃烧的火炬相比,比它们大约节省了99.9%的能量,充分体现了低碳环保的理念,体现了中国人的文化自信。

主火炬的造型是由小雪花和橄榄枝组成。每一片小雪花、每一个枝头上都是采用全彩LED 直显屏,每一个发光点的颜色、亮度都是可以独立控制的,4.8mm的出光点实现了灯光图案细腻的多彩变化。

要实现这么高的颜值,是需要过硬的技术支撑的。研制团队在设计的时候 “斤斤计较”,既要展现主火炬的轻盈,又要实现整体结构的稳定性,在材料的选择上选用铝合金材质,重量只有钢材质的1/3,实现了轻量化的要求。同时,为了达到8小时360度旋转时高效稳定的燃烧,采用了航天氢氧发动机的燃烧技术,有大国重器上的高端技术加持,保证了主火炬不熄火、不回火、不脱火。

主火炬的头顶上有一个长方形的黑色盒子,这个黑盒子叫姿态调节执行机构,它吊挂在威亚小车上,由小车带着它移动到中心位置,放下钢丝绳和电缆与主火炬相连,通过先进的姿态控制技术,配合地面装置完成我一系列的翻转、提升和旋转。姿态调节执行机构里面藏着燃料供应系统的氢气滑环、柔性软管和撬装氢气系统。被称为“生命之管”的软管作用就是将气瓶中的氢气输送到火炬中心,支撑主火炬的燃烧。滑环的作用是实现运动状态下氢气的连续稳定供应。撬装氢气系统是一个集成系统,内含气罐、两路减压系统、电磁阀,主要作用是实现气体的稳定供应。

在设计这个黑盒子时,研制团队通过应用氢氧发动机氢燃料加注及推进技术,实现了可卷伸氢气管道、可卷伸电缆、可卷伸控制线缆和快速对接装置,实现氢、电、控制信号在特殊表演场景下的连续、稳定、可靠供应与传输,和着主火炬的节拍一起上下伸展。
在主火炬的脚下,还有一个国内首创的高科技舞台秀作品——地面装置。隐藏在舞台中的它,在需要的时候可以把主火炬翻转45°,在翻转过程中台阶踏步机构横空而起,将主火炬和地面连接起来。

研制团队充分发挥航天工程研发管理经验,开展了故障模式、影响及危害性分析和故障树分析,关键环节冗余设计,通过全流程综合试验测试,解决了柔性环境条件下的运动控制、长周期稳定燃烧、减稳压控制、安全应用等难题,实现了主火炬复杂系统的安全可靠使用。



3、场外火炬:内外双转台相互支撑,完成各自独立旋转和同步旋转
六院专家介绍,场外火炬是“三胞胎”,分布在各场馆外。
观众看到的是飘带和雪花,实际上在地面下还有一个隐藏的与场内的主火炬完全不一样的转台装置,以带动形成内外不同的旋转效果,呈现出视觉上的美感。
转台装置最关键的两部分是外转台和内转台。场外火炬的飘带是安装在外转台上的,它会随着外转台一起旋转;而场外火炬的主火炬雪花是安装在内转台上的,它随着内转台一起旋转。这样的双转台通过一个中间构件相互支撑完成各自的独立旋转和同步旋转,这也是目前市场上的首例。

正是这种种技术支持,保障了以氢气为燃料的火炬完美亮相。同样承载着“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神的氢燃料火炬,在世界人民面前再一次展示了中国的科技实力,向世界广泛传播了绿色奥运、科技奥运的理念,翻开了体育史乃至科技史上的崭新篇章。
华商报记者 马虎振 通讯员 马丽娜

『医师报·早报分享』[鲜花]

今天是今天是12月16日,星期四

农历十一月十三 北京多云 4°C~-5℃

【1.政策】

为完整、准确、全面贯彻新发展理念,支持构建新发展格局,继续推动高质量发展,经国务院批准,国务院关税税则委员会印发通知,2022年将调整部分商品的进出口关税。2022年1月1日起,我国将对954项商品实施低于最惠国税率的进口暂定税率。为减轻患者经济负担,不断提升人民健康福祉,对新型抗癌药氯化镭注射液实施零关税,降低颅内取栓支架、人造关节等部分医疗产品的进口关税。(来源:央视新闻)

近日,国家卫生健康委医药卫生科技发展研究中心下发了国家重点研发计划"生育健康及妇女儿童健康保障"及"病原学与防疫技术体系研究"重点专项2021年度项目安排公示,其中复旦大学、南京医科大学等单位的44个项目获批,项目实施周期为3-4年。(来源:国家卫生健康委医药卫生科技发展研究中心)

【2.社会热点】

只要眼睛不舒服就用眼药水儿来缓解,近期媒体报道,福建福州一名10岁男童,患过敏性结膜炎,家长未带其就医,而是自行从药店购买了一款眼药水,并给孩子持续使用了半年之久,结果导致孩子青光眼晚期,双眼视神经萎缩,几近失明。类似的情况还发生在武汉,一位孙女士也是因长期使用含激素类药物的眼药水,导致不可逆转的视力受损,患上了青光眼。(来源:央视新闻)

【3.最新研究】

科兴初步研究:加强针中和奥密克戎抗体阳性率达94%。“最新实验室研究结果表明,使用其中一株奥密克戎病毒株对20份接种2剂克尔来福(CoronaVac)和48份接种3剂克尔来福(CoronaVac)的免疫血清进行中和抗体检测,20份接种两剂次疫苗后的血清中和抗体阳性率为35%,48份接种三剂次疫苗后的血清中和抗体阳性率为94%。”科兴有关负责人表示,上述结果表明第三剂疫苗的接种可有效提高血清对Omicron病毒株的中和能力。(来源:新华社)

【4.悼念】

首都医科大学附属北京安贞医院退休老专家、原心外科主任陈宝田教授于2021年12月14日因病去世,享年92岁。(来源:北京安贞医院)

【5.反腐】

青海女护士当上派出所所长,与原局长被控贪污受贿,庭审时原局长为她喊冤(来源:中国医学博士联络站)

【6.国际权威期刊】

12月10日,上海交通大学医学院附属仁济医院中澳个体化免疫学研究中心卡罗拉·维努埃萨(Carola Vinuesa)教授、沈南教授团队和美国加州大学旧金山分校杰森·凯瑟(Jason Cyster)教授团队在国际权威医学期刊《实验医学杂志》(Journal of Experimental Medicine,IF=14.307)联合发表最新研究成果,发现P2RY8蛋白表达或功能缺陷是系统性红斑狼疮疾病的重要风险因素,为自身免疫研究提供创新性策略,并为针对相关通路的个体化治疗提供新思路。(来源:医师报解码狼疮公众号)

【7.医院快讯】

近日,北京市卫健委对2022年“首都卫生发展科研专项”拟立项项目进行了公示。北京积水潭医院创伤骨科杨明辉“北京地区老年髋部骨折监测体系的构建”等9个项目予以立项,其中临床研究类项目6项(重点攻关项目1项、自主创新项目5项),转化医学研究类项目3项。(来源:北京积水潭医院)

12月11日至12日,第九届全国医院品管圈大赛在深圳成功举行,来自全国31个省、市、自治区的923个品管项目报名,最终上海长海医院5个参赛项目在625个入围项目中脱颖而出,分别荣获一等奖1项(糖尿病专场)、二等奖3项(三级医院综合、护理专场)和三等奖1项(医防融合专场)。(来源:上海长海医院)

【8.指南解析】

2021年,在中国临床肿瘤学会指南工作委员会的统筹下,由于金明院士、马丁院士、徐兵河院士、沈志祥教授指导,秦叔逵教授、马军教授执笔,在2017年《肿瘤放化疗相关中性粒细胞减少规范化管理指南》的基础上,结合我国国情和最新循证医学证据更新制定了《中国临床肿瘤学会(CSCO)肿瘤放化疗相关中性粒细胞减少症规范化管理指南(2021)》(简称《CSCO升白指南v2021》,下同),是CSCO指南系列的重要补充。《医师报》紧跟前沿,践行规范,特别邀请指南专家组的谢幸教授(浙江妇产医院)、吴小华教授(复旦肿瘤医院)、张国楠教授(四川省肿瘤医院)和李斌教授(医科院肿瘤医院)对新版指南妇科肿瘤相关内容进行解读。(来源:医师报肿瘤频道)

【9.医保】

国家医保局成立以来,积极推进药品集中带量采购,有效降低患者用药费用负担,有力推进仿制药替代原研药。国家医保局组织开展药品集中带量采购以来,采购品种均大幅降价,中选产品平均降幅超50%,“专利悬崖”也随之产生。从中选的原研药品种来看,集采降价最高的品种达到92%,最低降幅也达到了43%,药品价格显著降低。中国医疗保险》杂志社于2021年12月15日召开“集采未中选原研药使用情况变化——集采推动仿制药替代”新闻发布会。(来源:中国医疗保险)

【10.医界好书】

2021年12月16日中国医界好书专家评审会在医师报直播中心顺利举行(来源:医师报)

【11.冬奥会】

冬奥赛时,国家体育馆牙科诊室将会是医疗领域使用频次最高、风险最大的医疗场所。一套小型的空气净化设备和污水处理设施被安装进诊室,确保排出的气体和液体符合要求。每完成一例患者治疗,这里都要进行最严格的消杀。场馆室外还配备了移动式智能诊疗车。(来源:央视新闻)

【12.地方】

在重庆举办的推动成渝地区双城经济圈建设卫生健康一体化工作联席会上,双方签署了《川渝卫生健康监督执法合作协议》《推动成渝地区双城经济圈建设川渝医疗管理协同发展合作协议》(2021-2025年)。按照协议,两地将合作创建相关专业类别的国家区域医疗中心,力争到2025年实现川渝两地二甲以上综合医院检验检查结果互认,减轻患者就医负担。(来源:央视新闻)

【13.国际】

中新网12月15日电 据韩联社报道,14日,韩国疾病管理厅发布《2020年国民健康营养调查》,报告显示,2020年韩国男性的肥胖率大幅上升,30至40岁的肥胖率更是超过50%。而同龄女性仅为1%。(来源:中新网)

据BBC报道,当地时间12月13日,英国出现首例死于奥密克戎新变种的病例,该病例也是世界上第一例奥密克戎死亡病例。(来源:中国日报)

【14.生活提示】

中央气象台15日18时发布寒潮蓝色预警,受冷空气影响,预计15日夜间至18日,我国中东部大部地区将降温6~10℃,其中,吉林东南部、安徽东部、江苏大部、上海西部、浙江大部等地降温幅度可达12℃以上。

#地理冷知识[超话]##西澳大利亚州##冷知识[超话]#西澳大利亚州人口268万(2020年),人均GDP长期居澳大利亚第一位,这里拥有丰富的煤、铁、石油、天然气等资源。2020年,西澳大利亚州出口的矿产和能源,占澳大利亚的58%。
#地理冷知识##海生博语##各类冷知识#
西澳大利亚州纬度在南纬13°到35°之间,最北到最南的直线距离超过2500千米,只有最南端纬度较高,气温稍低。西南部的达令山脉,大致成南北走向,延绵300千米,与海岸平行,海拔约300米,最高峰库克峰海拔约582米。由于纬度超过南纬30°,是这个州气候最好的地方,说不上凉爽,但没有北方那么热了。


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