北京2022年冬奧會火炬“飛揚(yáng)”以綠色環(huán)保的氫氣為燃料，節(jié)能實(shí)現(xiàn)零碳排放，但氫氣太活潑，易爆炸、易泄露，中國航天技術(shù)人員把造火箭的技術(shù)遷移到“小火炬”里，在狹小的火炬內(nèi)部空間“馴服”高壓氫氣，實(shí)現(xiàn)“飛揚(yáng)”的安全穩(wěn)定燃燒。

作為我國運(yùn)載火箭氫氧發(fā)動機(jī)的研究設(shè)計(jì)單位，中國航天科技集團(tuán)六院北京11所承擔(dān)“飛揚(yáng)”燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)。參照2008年北京奧運(yùn)會“祥云”火炬的內(nèi)部空間，航天科技集團(tuán)冬奧專項(xiàng)工程火炬項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人劉悅很快帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一臺火炬原理樣機(jī)。但相比于“祥云”，“飛揚(yáng)”修長而飄逸的身形以及中空的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，著實(shí)給研制團(tuán)隊(duì)出了道難題，“制作原理樣機(jī)確實(shí)很順利，但工程樣機(jī)的研制是多方碰撞的過程，這是最難的部分”。

“飛揚(yáng)”對火炬的外形、體積、重量都作出了限制，而在團(tuán)隊(duì)最初的設(shè)計(jì)版本中，氫氣減壓系統(tǒng)的三臺高壓閥門就占據(jù)了預(yù)定體積和重量的絕大部分。將儲氫瓶內(nèi)420個(gè)大氣壓的高壓氫氣迅速減到常壓，相當(dāng)于從海底4200米的深度上浮到海面，減壓系統(tǒng)的研制是重中之重。要在十幾厘米的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這個(gè)步驟，更是難上加難。

“所幸，我們有著研發(fā)火箭發(fā)動機(jī)的深厚基礎(chǔ)，對相關(guān)的燃燒技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇都再熟悉不過。”北京11所黨委書記李曉峰說，強(qiáng)大的技術(shù)集成能力，讓技術(shù)團(tuán)隊(duì)在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了三臺高壓閥門的一體化集成設(shè)計(jì)。

經(jīng)過上百次試驗(yàn)，在壓力提升20%的情況下，閥門長度從最初的162毫米降至110毫米，重量僅290克。航天儲氫技術(shù)的應(yīng)用，保證了高壓氫氣儲存的安全性，團(tuán)隊(duì)還結(jié)合火炬尺寸設(shè)計(jì)了穩(wěn)焰器等裝置，盡可能利用好每一毫米的空間。不同于傳統(tǒng)火炬，“飛揚(yáng)”的燃燒口也配合火炬外形設(shè)計(jì)，出火口位于內(nèi)外飄帶間隙，讓火焰呈現(xiàn)沿絲帶邊緣盤旋而上的形態(tài)，成為火炬外形的延伸。

低溫、狂風(fēng)、暴雨、跌落一系列苛刻的測試，“飛揚(yáng)”都一一通過?！白罱K‘飛揚(yáng)’的內(nèi)部結(jié)構(gòu)只能用嚴(yán)絲合縫來形容，多一毫米都擠不進(jìn)去了?！眲偢锌?。

“只要國家需要，我們一定會挺身而出?！北本?1所所長岳文龍說，在“冬奧會手持火炬關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)”項(xiàng)目研發(fā)中，技術(shù)團(tuán)隊(duì)拿出了國家重大航天工程任務(wù)中“確保不帶任何隱患上天”的勁頭，展現(xiàn)了航天科技實(shí)力以及航天人嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的工作作風(fēng)。

來源：北京日報(bào)