中國航天為北京冬奧會著上濃濃的科技底色

“我負(fù)責(zé)精不精彩，航天負(fù)責(zé)成不成功。”北京2022年冬奧會開幕式總導(dǎo)演張藝謀在一次彩排后接受媒體采訪時表示。

2月4日夜，聚光燈下，火炬點燃，五環(huán)亮相。北京冬奧會開幕式上，人們?yōu)榫蕷g呼，這是北京帶給世界的精彩，也是航天送給冬奧的禮物。

2019年，中國航天科技集團(tuán)與北京冬奧組委簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，正式成為北京2022年冬奧會和冬殘奧會開閉幕式主要的技術(shù)保障實施單位。

從奧運火炬到精彩五環(huán)，從冰雪舞臺到通信保障，從技術(shù)實力到管理理念，這一次，中國航天為北京冬奧會著上濃濃的科技底色。

“本次冬奧會開閉幕式項目系統(tǒng)復(fù)雜，工程量前所未有。不僅實施時間短，從下達(dá)任務(wù)到交付不到2年，更重要的是，安全可靠要求高，必須要確保萬無一失，一次成功。”2月9日，中國航天科技集團(tuán)舉行《中國航天科技活動藍(lán)皮書(2021年)》發(fā)布會，中國航天科技集團(tuán)一院冬奧會專項工程總設(shè)計師王縝在回答科技日報記者提問時表示。

在科技部“科技冬奧”重點專項支持下，中國航天科技集團(tuán)承擔(dān)了北京冬奧會開閉幕式超大尺寸LED屏幕控制關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用、主火炬關(guān)鍵技術(shù)研究、手持火炬關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)研究。

把冬奧專項當(dāng)作“航天任務(wù)”

“冬奧會的開幕式是導(dǎo)演、演員、舞臺裝置、電視轉(zhuǎn)播的一次大協(xié)同，一旦啟動，就無法暫停，這與航天發(fā)射任務(wù)相似。”中國航天科技集團(tuán)黨組成員、副總經(jīng)理張忠陽直言。

這次冬奧會，航天科技集團(tuán)承擔(dān)了地面舞臺及旗桿、空中設(shè)施設(shè)備、主火炬、冰瀑裝置、冰立方裝置、指揮監(jiān)控系統(tǒng)、指揮通信系統(tǒng)、地面顯示系統(tǒng)共8個開閉幕式舞臺裝置的研制任務(wù)，以及氫燃料手持火炬、衛(wèi)星通信服務(wù)保障等3項與開幕式演出相關(guān)的冬奧項目。

一直以來，航天科技集團(tuán)主要承擔(dān)國家航天裝備的研制、生產(chǎn)和發(fā)射任務(wù)，是航天重大工程的主力軍，在大型演出開幕式保障任務(wù)上沒有太多經(jīng)驗。

張忠陽表示，接到任務(wù)后，航天科技集團(tuán)按照航天型號和重大工程的研制管理模式，成立冬奧專項工程專項辦公室，設(shè)立總指揮和總師，周密調(diào)度、精細(xì)把控，確保按計劃保質(zhì)保量完成。

張忠陽介紹，航天科技集團(tuán)把北京冬奧會開閉幕式技術(shù)保障任務(wù)作為國家重大任務(wù)進(jìn)行管理，運用航天質(zhì)量管理方法，強(qiáng)化源頭控制，加強(qiáng)試驗驗證，進(jìn)行失效模式管控，對冬奧專項工程實施全生命周期和全要素質(zhì)量管理，在確保任務(wù)進(jìn)度和工程質(zhì)量的同時，完美呈現(xiàn)藝術(shù)效果。

“技術(shù)裝置運行一氣呵成，平穩(wěn)流暢，超出了導(dǎo)演團(tuán)隊的預(yù)期與想象。”對于航天科技集團(tuán)的表現(xiàn)，張藝謀這樣評價道。

為開閉幕式打造“航天品質(zhì)”

在冬奧會開幕式中，除精彩的節(jié)目之外，最受關(guān)注的當(dāng)數(shù)如何點燃主火炬。主火炬由最后一棒火炬手手持火炬點燃，由96塊異形屏組成的雪花在空中旋轉(zhuǎn)上升，這在奧運會歷史上尚屬首次。點亮鳥巢上空的主火炬燃燒系統(tǒng)正是由航天科技集團(tuán)六院11所和101所研制。

據(jù)介紹，主火炬首次采用氫氣燃料，要控制火焰顏色鮮亮可視;燃燒火焰既要呈現(xiàn)“飛揚”飄逸的微火造型，又要抗風(fēng)(場外12級風(fēng)、場內(nèi)6級風(fēng))、抗雨(50毫米/小時);冬奧會期間，主火炬持續(xù)處于燃燒狀態(tài)，要保證氫氣的不間斷供應(yīng)，實現(xiàn)電、控制信號的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠供應(yīng)與傳輸。

航天科技集團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊利用運載火箭的氫燃燒控制技術(shù)，解決了氫氣火炬環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計、氫氣供給系統(tǒng)超大減壓比設(shè)計等一系列技術(shù)難題，同時，解決了長期穩(wěn)定燃燒、姿態(tài)控制、減控壓等難題，確保系統(tǒng)安全可靠運行，充分體現(xiàn)主火炬的科技含量。

張忠陽介紹，手持火炬用于火炬接力和點火，也是國內(nèi)首次采用氫燃料的手持火炬。在氫火焰可視性、復(fù)雜曲面適應(yīng)性、大比例減壓、可靠性密封、儲氫裝置安全性、火炬整體安全性、環(huán)境適應(yīng)性等方面存在很多技術(shù)難題。

經(jīng)過航天科技集團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊的攻關(guān)和測試證明，這個火炬能夠在大風(fēng)(8級風(fēng))、大雨(50毫米/小時)、低溫(-40℃)、高海拔(5000米)等惡劣環(huán)境中穩(wěn)定可靠燃燒，更適用于冬季環(huán)境。

王縝表示，由冰瀑、冰立方和地面顯示系統(tǒng)共同構(gòu)成的立體空間顯示系統(tǒng)，總面積約14000多平方米，分辨率達(dá)8K，是世界上面積最大的一套顯示系統(tǒng)。每塊小屏幕相當(dāng)于一個顯示器，4萬多塊顯示器聯(lián)袂出演，呈現(xiàn)出震撼的視覺盛宴。這意味著，容錯率不超四萬分之一，每塊小屏幕都不能出錯。

4萬多塊小屏幕組成近11000平方米碩大無比的地面顯示屏，借助它，奇幻絢爛的冰雪世界在鳥巢綻放。

航天管理中的冗余理念被應(yīng)用到這里。據(jù)介紹，每塊小屏幕其實由AB兩塊屏幕構(gòu)成，燈柱、供電、信號等都是AB兩路，這就是航天工程中常提到的“雙冗余”——假設(shè)一路出問題，另一路立即頂上，保證演出正常舉行。

這次冬奧會是航天科技集團(tuán)首次作為抓總單位承擔(dān)技術(shù)保障任務(wù)。這不是航天技術(shù)的第一次嘗試，而是航天技術(shù)創(chuàng)造美好生活的一次更加深入的實踐。

航天技術(shù)創(chuàng)造美好生活。目前我國已有2000多項航天技術(shù)成果應(yīng)用到各行各業(yè)。從通信廣播衛(wèi)星到北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，從遙感衛(wèi)星到氣象衛(wèi)星，都是航天技術(shù)應(yīng)用在生活中的案例。

(記者 唐 芳 付毅飛)

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