太妙了！亚运会主火炬点燃背后有“玄机”
光明网2023-09-24 12:31
◎ 科技日报记者 何亮
潮起东方，波涛奔涌。
9月23日晚，当数字火炬手踏过钱塘江，来到杭州奥体中心的“大莲花”体育场，观众掌声雷动，人们尽情欢呼。
9月23日，在第19届亚洲运动会开幕式上，主火炬“钱江潮涌”完成点火仪式。科技日报记者 周维海摄
场地内，叶诗文手持火炬跑进“大莲花”，在全场观众有节奏的呼喊声中，6位火炬手依次交接，跑完杭州亚运会火炬传递最后的路程。
地台上，形似“祥云”的主火炬塔随着音乐的律动开始“变身”，19根长短不一的钢铁立柱徐徐伸展，筑起一线波涛翻腾的“钱江潮涌”。
万众瞩目下，沿着“大莲花”边缘奔跑的数字火炬手与第6棒火炬手成功“会师”。在观众注目下，两位火炬手齐举手中的“薪火”，将火炬伸向前方，一道火苗逐级跃升，奔向火炬塔最高峰。“忽”的一声，主火炬喷出熊熊火光，照亮杭州的夜空。
这一刻，采用绿色燃料的亚运圣火格外明艳，在科技加持下，杭州亚运会主火炬如潮涌般矗立在钱塘江畔。
设计：“钱江潮涌”展现阳刚之力
“主火炬台由19根弯曲的火炬组成，共同筑起‘钱江潮涌’的造型，代表着第19届亚运会。”杭州亚运会主火炬设计师、杭州雕塑院院长林岗告诉记者，主火炬台的造型展现出一种阳刚之力。
科技日报记者 周维海摄
在杭州，水的呈现形态多种多样，既有西湖的自然与柔美，也有大运河的野趣与缠绵，更有钱塘江潮的壮阔与澎湃。“潮涌是天时，杭州湾是地利，勇立潮头是人和。用‘钱江潮涌’展现‘筑浪为山’，是向全亚洲传达风雨同舟、共同发展、同步向上的愿景，更是展现‘人与自然的博弈与共生’的弄潮儿精神。”林岗说。
同时，主火炬台的表面仿佛一面镜子，它将开幕式现场的光束反射出来，形成波光粼粼的质感。林岗告诉记者：“镜面将浪潮的弧线表现得柔美而灵动，主火炬台用‘一刚一柔、相辅相成’，传达着简朴而博大的中国哲学文化。”
供能：“绿色甲醇”添加环保元素
杭州亚运会主火炬的燃料是“绿色”甲醇，之所以将其称之为“绿色”，是因为该甲醇的制备过程“零增碳”，即从生产甲醇到燃烧甲醇，产生、消耗的二氧化碳量实现完全中和。这也是人类首次将零碳甲醇作为火炬燃料应用到大型赛事。
“杭州亚运会使用甲醇燃料，具有极高的安全保障。”杭州亚运会主火炬燃料提供方、吉利控股集团协同创新中心总经理沈源告诉记者，在主火炬内部，科研团队巧妙地设计了一款装置，它可以让火焰自我消纳燃烧产生的污染物，保障主火炬燃烧无污染物排放。
图片来源：央视新闻
主火炬点燃的时刻，明艳飘逸的火焰姿态为开幕式增色不少。通常情况下，甲醇的燃烧呈现为不易看清的淡蓝色。为了让火焰看上去更加美观，科研团队在甲醇中加入少量特制的“盐”，通过盐分中钙离子和钠离子的焰色反应，保障火焰产生明黄带红的颜色，使点火仪式更具观赏性。
“甲醇相当于流动在主火炬中的‘血液’，但在点燃时刻，甲醇既不是气态，也不是液态，而是一种雾化状态，以让火焰燃烧呈现出唯美的姿态。”沈源告诉记者，科研团队借鉴汽车发动机的喷油器，为主火炬设计出雾化系统，使甲醇在加压至19米高空后，由液态快速雾化，完美地配合着点火时刻。此外，雾化系统还可通过压力控制喷雾的高低，实现焰火形状的变化，满足赛事期间火炬燃烧的不同需求。
制造：机械装置确保“万无一失”
伴随音乐的律动，主火炬由弯曲的“祥云”变身为矗立的“潮涌”，银光闪烁的金属外表让其看上去仿佛是一个“变形金刚”，灵活、轻巧地完成“角色转变”。
“我们想要的正是出其不意！”杭州亚运会主火炬制造商、浙江大丰实业股份有限公司总工程师严华锋接受记者采访时表示，研发团队通过视线模拟分析得出，若将高度不均的19根火炬均分为16节，在主火炬变形时，无论立柱是弯曲还是拉直，从主视角看上去都会是“潮涌”的弧形。
图片来源：央视新闻
“形态的调整离不开机械控制，火炬的16个‘关节’正像是主火炬塔的‘骨骼’，要实现灵活、精准的控制，骨骼系统不可或缺，大脑控制系统更为关键。”严华锋告诉记者，主火炬塔由大脑控制系统“一键启动”，同时“皮肤”“骨骼”“血液”等各子控制系统协同配合，共同确保整体装置的“万无一失”。
更为严峻的挑战是，“大莲花”的位置恰好是一个风口，主火炬塔又矗立于看台上，这就要求主火炬塔既能实现8级大风下“纹丝不动”，又要保证载荷足够小。为此，研发制造团队经过不懈努力，从设计到制造，把主火炬塔做的重量轻盈、结构稳重、运动稳定。最终，一个颇具现代工业风的主火炬塔在“大莲花”完美呈现。
来源：科技日报
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