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經(jīng)過2000多個(gè)日夜的精心籌備,2022年北京冬奧會(huì)閃耀東方,“冰絲帶”長(zhǎng)袖若舞,運(yùn)動(dòng)員馳騁飛揚(yáng)……世界一流的場(chǎng)館設(shè)施、高精技術(shù)的全面運(yùn)用,體育、藝術(shù)與科技交相輝映,中國(guó)向世界呈現(xiàn)了一屆“綠色、共享、開放、廉潔”的奧運(yùn)盛會(huì)……這背后,有軍工力量作為“國(guó)家隊(duì)”的使命在肩、責(zé)任擔(dān)當(dāng),更是成千上萬(wàn)國(guó)防科技工作者披星戴月、攻堅(jiān)克難,一步一個(gè)腳印繪就“冬奧藍(lán)圖”。
1 打造中式浪漫的開幕儀式
晶瑩剔透的“冰五環(huán)”,美輪美奐的“雪花”數(shù)字光影特效,還有獨(dú)樹一幟的主火炬點(diǎn)燃方式……北京冬奧會(huì)開幕式讓世界領(lǐng)略中式浪漫、東方韻味。而這一切都離不開軍工技術(shù)的賦能。
中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)所屬中核八所合作研發(fā)的火炬外飄帶成型技術(shù),讓北京冬奧會(huì)“飛揚(yáng)”火炬在“冰與火”的雙重考驗(yàn)中傲然挺立。“飛揚(yáng)”火炬引入高性能樹脂、與碳纖維一起做成碳纖維復(fù)合材料,最后通過工藝調(diào)整,把火炬上半段燃燒端在1000℃以上高溫中進(jìn)行陶瓷化,有效解決了高溫制備過程中火炬外殼起泡、開裂等難題,既可以在極寒天氣中使用,又可以耐800℃氫氣燃燒的高溫,充分體現(xiàn)了“輕、固、美”的特點(diǎn),保證北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)火炬文藝外表下跳動(dòng)的一顆“科技心”。
中國(guó)航天科技集團(tuán)作為北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)開閉幕式最主要的技術(shù)保障實(shí)施單位,負(fù)責(zé)總體抓總,承擔(dān)了地面舞臺(tái)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)、指揮中心、央視視頻播放及VR、視頻渲染機(jī)房共11個(gè)開閉幕式舞臺(tái)裝置的研制任務(wù),以科技賦能冬奧開幕式的藝術(shù)創(chuàng)意和精彩呈現(xiàn)。航天科技集團(tuán)所屬一院12所負(fù)責(zé)建設(shè)開幕式上4萬(wàn)多塊地面顯示屏。12所大道公司自有的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——長(zhǎng)征云平臺(tái),實(shí)時(shí)監(jiān)控11000㎡地屏畫卷的溫度、濕度和電壓,并向分場(chǎng)導(dǎo)演、舞臺(tái)總監(jiān)、技術(shù)保障人員等提供指令信息,確保開幕式有條不紊。此外,航天科研團(tuán)隊(duì)還利用在火箭架構(gòu)設(shè)計(jì)方面的豐富經(jīng)驗(yàn),為重約3噸、厚度僅為350毫米的“冰五環(huán)”研制了輕巧堅(jiān)固的鋁合金桁架“骨骼”,并通過火箭抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精確吊點(diǎn),讓超薄的夢(mèng)幻五環(huán)即便遭遇6級(jí)大風(fēng),也能“我自巋然不動(dòng)”。
主火炬燃燒系統(tǒng)使用航天氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù),由航天科技所屬六院11所(京)和101所負(fù)責(zé)研制。相比傳統(tǒng)丙烷燃料,氫氣綠色、環(huán)保、無污染,但易燃、易爆、易泄露,控制難度大。航天科研人員采用線性多點(diǎn)式耦合燃?xì)夥峙浼夹g(shù),在氫氣火焰中植入微量顯色劑,使火焰造型靈動(dòng)飄逸、綠色低碳、安全可靠。此外,五院508所還利用航天器回收著陸試驗(yàn)場(chǎng)的沖擊試驗(yàn)塔架,構(gòu)建模擬主火炬和吊掛裝置試驗(yàn),為定格小小火苗在奧運(yùn)史上的經(jīng)典瞬間作出了重要貢獻(xiàn)。
2 彰顯科技智慧的場(chǎng)館賽事
從智慧場(chǎng)館到精準(zhǔn)氣象,從科學(xué)訓(xùn)練到安全防護(hù),國(guó)防科技點(diǎn)亮北京冬奧,為高質(zhì)量辦賽和高水平參賽提供有力支撐。
國(guó)家速滑館作為北京冬奧會(huì)唯一新建冰上競(jìng)賽場(chǎng)館,又稱“冰絲帶”。中核集團(tuán)同方股份依托其設(shè)備監(jiān)控預(yù)警平臺(tái),實(shí)現(xiàn)“冰絲帶”重要設(shè)備“狀態(tài)可知、故障可控、預(yù)知維護(hù)”,讓“冰絲帶”擁有一顆“最強(qiáng)大腦”。通過對(duì)館內(nèi)的冷卻塔、冷卻機(jī)組和空調(diào)機(jī)組等大型暖通裝備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),確保比賽期間冰面賽道的溫差控制在0.5℃,讓冰面始終“容光煥發(fā)”,實(shí)現(xiàn)智慧場(chǎng)館“有感知、有記憶、會(huì)思考”。采用與清華大學(xué)共同參與研發(fā)的“十三五”專項(xiàng)課題群智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館溫濕度精準(zhǔn)調(diào)節(jié),助力國(guó)家游泳中心“冰立方”第一個(gè)完成場(chǎng)館改造,成為奧運(yùn)歷史上首個(gè)“冰水雙驅(qū)”的智慧場(chǎng)館。
中國(guó)航天科工集團(tuán)所屬二院23所部署的毫米波測(cè)云雷達(dá)和風(fēng)廓線雷達(dá),為冬奧賽事的順利進(jìn)行提供了重要的氣象保障。毫米波測(cè)云雷達(dá)通過分析云的位置、移動(dòng)速度和含水量等信息,對(duì)云、雨、雪等低能見度天氣開展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提供預(yù)警。風(fēng)廓線雷達(dá)能夠24小時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向,每6分鐘向氣象部門提供一組實(shí)時(shí)的高分辨率風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。冬奧會(huì)網(wǎng)站上每分鐘更新的高山滑雪氣象數(shù)據(jù)便來源于此,實(shí)現(xiàn)了冬奧會(huì)氣象“百米級(jí)”“分鐘級(jí)”的高精度氣象預(yù)報(bào)。
面對(duì)多數(shù)比賽場(chǎng)地遍布深厚積雪,需要頻繁上下陡坡和深坑越障的情況,中國(guó)兵器裝備集團(tuán)所屬企業(yè)嘉陵全域公司研制的UTV輕型全地形車、ATV全地形車和摩托雪橇在冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)人員物資保障車輛競(jìng)標(biāo)中脫穎而出。UTV全地形車采用“全輪式驅(qū)動(dòng)+履帶傳動(dòng)”,首次將坦克轉(zhuǎn)向原理通過小型化研制后移植到輪式車輛上,既保證了轉(zhuǎn)向靈活性,又兼顧了輪式車輛的可靠性。加裝橡膠履帶后,在冰雪路面行駛穩(wěn)定性可靠,可輕松通過500mm以上的積雪場(chǎng)地。ATV全地形車創(chuàng)新設(shè)計(jì)了懸架系統(tǒng),適應(yīng)冰雪復(fù)雜地域的輪胎和三角履帶技術(shù)、輪胎和履帶結(jié)合技術(shù),重量輕,安裝方便,可靠性高。摩托雪橇采用低壓缸內(nèi)直噴的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),很好地解決了功率性能、重量和排放問題。三個(gè)車型性能優(yōu)越、可靠性高,可在復(fù)雜的冰雪路況下為運(yùn)送賽事人員、物資提供安全保障。該地形車成功助力冬奧盛事,打破了國(guó)外全地形車在奧運(yùn)會(huì)等各類頂級(jí)賽事中一統(tǒng)天下的局面。