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军工技术助力“科技冬奥”熠熠生辉
来源:军工天地 | 作者:《国防科技工业》 | 发布时间: 2022-03-28 | 1825 次浏览 | 分享到:
主火炬燃烧系统使用航天氢氧发动机燃烧技术,由航天科技所属六院11所(京)和101所负责研制……

经过2000多个日夜的精心筹备,2022年北京冬奥会闪耀东方,“冰丝带”长袖若舞,运动员驰骋飞扬……世界一流的场馆设施、高精技术的全面运用,体育、艺术与科技交相辉映,中国向世界呈现了一届“绿色、共享、开放、廉洁”的奥运盛会……这背后,有军工力量作为“国家队”的使命在肩、责任担当,更是成千上万国防科技工作者披星戴月、攻坚克难,一步一个脚印绘就“冬奥蓝图”。

 1  打造中式浪漫的开幕仪式

晶莹剔透的“冰五环”,美轮美奂的“雪花”数字光影特效,还有独树一帜的主火炬点燃方式……北京冬奥会开幕式让世界领略中式浪漫、东方韵味。而这一切都离不开军工技术的赋能。

中国核工业集团所属中核八所合作研发的火炬外飘带成型技术,让北京冬奥会“飞扬”火炬在“冰与火”的双重考验中傲然挺立。“飞扬”火炬引入高性能树脂、与碳纤维一起做成碳纤维复合材料,最后通过工艺调整,把火炬上半段燃烧端在1000℃以上高温中进行陶瓷化,有效解决了高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题,既可以在极寒天气中使用,又可以耐800℃氢气燃烧的高温,充分体现了“轻、固、美”的特点,保证北京冬奥会和冬残奥会火炬文艺外表下跳动的一颗“科技心”。

中国航天科技集团作为北京2022年冬奥会和冬残奥会开闭幕式最主要的技术保障实施单位,负责总体抓总,承担了地面舞台及旗杆、空中设施设备、主火炬、冰瀑装置、冰立方装置、指挥监控系统、指挥通信系统、地面显示系统、指挥中心、央视视频播放及VR、视频渲染机房共11个开闭幕式舞台装置的研制任务,以科技赋能冬奥开幕式的艺术创意和精彩呈现。航天科技集团所属一院12所负责建设开幕式上4万多块地面显示屏。12所大道公司自有的工业互联网平台——长征云平台,实时监控11000㎡地屏画卷的温度、湿度和电压,并向分场导演、舞台总监、技术保障人员等提供指令信息,确保开幕式有条不紊。此外,航天科研团队还利用在火箭架构设计方面的丰富经验,为重约3吨、厚度仅为350毫米的“冰五环”研制了轻巧坚固的铝合金桁架“骨骼”,并通过火箭抗风结构设计精确吊点,让超薄的梦幻五环即便遭遇6级大风,也能“我自岿然不动”。

 

主火炬燃烧系统使用航天氢氧发动机燃烧技术,由航天科技所属六院11所(京)和101所负责研制。相比传统丙烷燃料,氢气绿色、环保、无污染,但易燃、易爆、易泄露,控制难度大。航天科研人员采用线性多点式耦合燃气分配技术,在氢气火焰中植入微量显色剂,使火焰造型灵动飘逸、绿色低碳、安全可靠。此外,五院508所还利用航天器回收着陆试验场的冲击试验塔架,构建模拟主火炬和吊挂装置试验,为定格小小火苗在奥运史上的经典瞬间作出了重要贡献。

 2  彰显科技智慧的场馆赛事

从智慧场馆到精准气象,从科学训练到安全防护,国防科技点亮北京冬奥,为高质量办赛和高水平参赛提供有力支撑。

国家速滑馆作为北京冬奥会唯一新建冰上竞赛场馆,又称“冰丝带”。中核集团同方股份依托其设备监控预警平台,实现“冰丝带”重要设备“状态可知、故障可控、预知维护”,让“冰丝带”拥有一颗“最强大脑”。通过对馆内的冷却塔、冷却机组和空调机组等大型暖通装备的运行情况进行实时监测,确保比赛期间冰面赛道的温差控制在0.5℃,让冰面始终“容光焕发”,实现智慧场馆“有感知、有记忆、会思考”。采用与清华大学共同参与研发的“十三五”专项课题群智能技术,实现场馆温湿度精准调节,助力国家游泳中心“冰立方”第一个完成场馆改造,成为奥运历史上首个“冰水双驱”的智慧场馆。

中国航天科工集团所属二院23所部署的毫米波测云雷达和风廓线雷达,为冬奥赛事的顺利进行提供了重要的气象保障。毫米波测云雷达通过分析云的位置、移动速度和含水量等信息,对云、雨、雪等低能见度天气开展实时监测,提供预警。风廓线雷达能够24小时监测风速、风向,每6分钟向气象部门提供一组实时的高分辨率风场数据。冬奥会网站上每分钟更新的高山滑雪气象数据便来源于此,实现了冬奥会气象“百米级”“分钟级”的高精度气象预报。

面对多数比赛场地遍布深厚积雪,需要频繁上下陡坡和深坑越障的情况,中国兵器装备集团所属企业嘉陵全域公司研制的UTV轻型全地形车、ATV全地形车和摩托雪橇在冬奥会和冬残奥会人员物资保障车辆竞标中脱颖而出。UTV全地形车采用“全轮式驱动+履带传动”,首次将坦克转向原理通过小型化研制后移植到轮式车辆上,既保证了转向灵活性,又兼顾了轮式车辆的可靠性。加装橡胶履带后,在冰雪路面行驶稳定性可靠,可轻松通过500mm以上的积雪场地。ATV全地形车创新设计了悬架系统,适应冰雪复杂地域的轮胎和三角履带技术、轮胎和履带结合技术,重量轻,安装方便,可靠性高。摩托雪橇采用低压缸内直喷的二冲程发动机,很好地解决了功率性能、重量和排放问题。三个车型性能优越、可靠性高,可在复杂的冰雪路况下为运送赛事人员、物资提供安全保障。该地形车成功助力冬奥盛事,打破了国外全地形车在奥运会等各类顶级赛事中一统天下的局面。