揭秘冬奥会火炬“飞扬”背后的高科技( 二 )


为火焰塑形确保火焰飘逸灵动
经过严苛的极端试验 , 火炬的可靠性得到了保证 。 但与此同时 , 科研人员又面临了一个新的挑战 , 如何让火焰的造型更优美?
由于储氢罐的压力非常大 , 直接点燃之后 , 火焰会像火箭发动机喷射出的尾焰形态一样猛烈 , 不但不安全 , 还缺乏火焰燃烧的飘逸美感 , 而奥运火炬燃烧出的火焰需要有特定的高度和形态 , 才能保证流动飘逸的美感 。 安装在气瓶口的组合阀门——控氢阀中有一个叫作减压阀的部件 , 这个正是能决定火焰美妙形态的关键部件 。
揭秘冬奥会火炬“飞扬”背后的高科技
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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:我们减压阀现在的尺寸只有原来的2/3 , 它把三部分给耦合在一起了 。 氢气燃烧很快 , 火焰出来之后 , 它比较直 , 不飘动不灵动 。 我们减压阀(减压)后的压力是多少 , 直接会影响它的火焰造型 。
刘悦介绍 , 控氢阀可以将氢气的压力从42兆帕的高压转化为约1000帕的低压 , 这样就控制了火焰燃烧的范围 , 而飘动的造型就需要火炬中的燃烧器来完成 。
揭秘冬奥会火炬“飞扬”背后的高科技
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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:火焰最后的要求它是阶梯状的 , 中心要高一点 。 这完全是3D打印出来的一个造型 , 弯制是弯不出来造型和方向的 。
给火焰上色为了美美地“飞扬”
解决了可靠性的问题 , 又给火焰打造了一个完美的造型 , 这下应该大功告成了吧?然而并没有 , 接下来 , 还有一个需要解决的重要问题 , 那就是给火焰上色 。
由于氢气的特性 , 在空气中燃烧呈现出淡蓝色火焰 , 在自然环境下几乎无法用肉眼看到 。 为了实现火焰的可视性 , 就要找出让火焰显示颜色的方法 。 研制人员为了实现火焰着色 , 尝试了很多方法 , 甚至在家里煤气灶上做起了试验 , 这才有了现在稳定可视的火炬火焰 。
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:开始虽然有些原理性的知识 , 但是你还是要做测试 , 在家里就开始试 , 找各种各样的 , 起码原理上是靠谱的 。
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通过一遍遍的试验 , 科研人员研制出几十种火焰颜色 , 再经过大量对比之后 , 最终选定了我们现在看到的偏黄一点的火炬火焰颜色 。
确定颜色后 , 接下来要解决的重要问题之一 , 就是如何将显色剂涂装 , 才能保证连续5分钟的焰色反应 。
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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:它是通过一种溶剂 , 把焰色剂配方溶解到一起以后 , 把它变黏稠 , 然后慢慢地刷到表面上 。 差不多是这个位置 。
采访人员:涂多少是不是也得(做试验)?
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揭秘冬奥会火炬“飞扬”背后的高科技】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:是 , 也得做试验 , 现在像我们手持式火炬5分钟可靠性是一点问题也没有的 , 再多几倍也没关系 。