今天，知识产权信息珠珠给大家分享带来的《冰火历练不负“飞扬”丨科技冬奥进行时》，如果您对冰火历练不负“飞扬”丨科技冬奥进行时感兴趣，请往下看。
2月4日，北京2022年冬奥会在“鸟巢”盛大开幕。伴随着《雪花》的背景音乐，最后一棒火炬与写满冬奥参赛国家及地区名字的“大雪花”一同升起，在40米高空进行360度旋转，这就是第24届冬奥会的主火炬。火炬名曰“飞扬”，上面的星星之火，永恒绵长，生生不息，恰似一束希望之光，温暖了全世界。如此飘逸、灵动的“飞扬”火炬经历了哪些设计制造呢？今天，就让我们来看一看冬奥火炬背后的故事。
“飞扬”造型
契合冬奥美好愿景
2020年4月，北京冬奥组委正式启动火炬外观设计征集。专注研究火炬外观设计的李剑叶团队从落叶、敦煌飞天等多种元素上寻求灵感，历时5个月的奋战，修改了40余版设计稿，完成了近万张手绘草图。最终，他们给出的“飞扬”火炬设计方案，从全国入选的182个有效征集方案中脱颖而出，被确定为最终方案。
“火炬的纹样自下而上，巧妙地由祥云渐变到雪花，体现冰雪的魅力；结构采用开放式设计，内外双层如丝带飘舞，和飞扬的圣火融为一体。”“飞扬”火炬设计师介绍，在设计火炬时，团队还考虑到了交接方式。火炬交接时，两支火炬的顶部可以紧密相扣，就像握手一般，象征着不同文明的交流和互鉴，契合了冬奥的愿景。
为了让火炬更具中国神韵，“飞扬”火炬在内外飘带的夹层处点燃，形成盘旋腾空的火龙。这条火龙由燃烧管上的24团从小到大的火焰组成，象征着24节气，同时代表着第24届冬奥会，做到了传统与现代的巧妙结合。
碳纤维材料
破解高温燃烧难题
“飞扬”火炬又是怎样经受住高温燃烧考验的呢？中国石化上海石油化工股份有限公司（下称上海石化）承担了科学技术部（下称科技部）的“碳纤维复合材料冬奥会火炬外壳制造技术研究”项目。火炬外壳材质就是由上海石化碳纤维装置生产的SCF35S碳纤维产品。
“碳纤维被誉为‘黑色黄金’，比重不到钢的1/4，而抗拉强度却是钢的7至9倍。”上海石化副总经理黄翔宇介绍，在生产车间，石油产品经加工形成黑色丝束，每一束都包含1.2万根碳纤维丝。利用三维立体编织机，便能像织毛衣一样，将碳纤维丝织成火炬外飘带的碳纤维预制体。
然而，传统碳纤维复合材料耐温一般不超过250℃。对此，黄翔宇团队再度攻关，采用耐高温树脂，配套陶瓷化成型工艺，破解了碳纤维复合材料在1000℃高温制备过程中起泡、开裂、尺寸不稳定等难题，达到了燃烧温度大于800℃的氢气燃烧环境下正常使用的要求。
“上海石化自2008年起开展碳纤维攻关，目前，已提交了157件中国专利申请，形成了碳纤维产业化成套技术。”黄翔宇介绍，在火炬制造过程中，团队利用碳纤维表面处理方法、三维编织方法以及耐高温涂层制备方法等技术，拓展了碳纤维复合材料的应用领域。
轻量化储氢
实现安全环保供能
在解决了碳纤维复合材料的应用瓶颈之后，火炬团队又将研发重点转移到火炬的燃料供应方面。
北京航天试验技术研究所（下称航天研究所）与北京航天动力研究所分别承担了北京市科学技术委员会立项的“手持氢气火炬原理样机研制”课题与科技部的“冬奥手持火炬关键技术系统”课题。在课题研发过程中，两单位通力合作，在氢气为火炬供能方面发挥了重要作用。
为保证火炬的燃烧时长及安全性，航天研究所研发中心主任李山峰带领气瓶研制小组，针对8款不同气瓶，从火炬壳体内部到上部减压燃烧装置，进行多轮火炬模型匹配设计。研发团队对数据反复推演，设计方案历经十几个昼夜、数十轮次的沟通修改，终于在火炬外形、储氢量、燃烧时间等方面达成了共识，确定储氢装置的结构参数，形成了最终版本的手持火炬轻量化高压储氢方案。
由于方案中采用高达42Mpa压力的高压储氢方式，其安全可靠性不容忽视。航天研究所火炬课题技术负责人姜联东亲自带领火炬综合性能试验小组，以提高安全系数为出发点，设计了专用试验舱，研制了模拟火炬交接及各种运动状态测试的机器人设备，通过火烧、跌落、压力循环等多个性能试验，确保火炬在传递中的燃烧稳定性、可靠性与安全性。
“目前，我们建立了设计、加工、制造、检验全覆盖的高压储氢标准，在高密度储氢技术、金属储氢材料、稳定释放等技术上均取得突破，提交了10余件专利申请。我们还建立了火炬综合测试与性能鉴定平台，为火炬的顺利研制、性能鉴定与批产验收提供了直接支持。”姜联东表示，火炬研发团队将把冬奥火炬项目形成的相关技术与氢能装备结合起来，丰富内涵技术，外延扩展应用，助推我国氢能源应用领域产业发展。
冰火相约，激情飞扬。一支小小的火炬集中了我国多个领域的智慧与创新，展现出冰雪运动的活力与梦想！（刘弘一）
（编辑：晏如）
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