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經(jīng)過2000多個日夜的精心籌備,2022年北京冬奧會閃耀東方,“冰絲帶”長袖若舞,運動員馳騁飛揚……世界一流的場館設(shè)施、高精技術(shù)的全面運用,體育、藝術(shù)與科技交相輝映,中國向世界呈現(xiàn)了一屆“綠色、共享、開放、廉潔”的奧運盛會……這背后,有軍工力量作為“國家隊”的使命在肩、責(zé)任擔(dān)當(dāng),更是成千上萬國防科技工作者披星戴月、攻堅克難,一步一個腳印繪就“冬奧藍圖”。
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,還有獨樹一幟的主火炬點燃方式……北京冬奧會開幕式讓世界領(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。
中國核工業(yè)集團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“飛揚”火炬在“冰與火”的雙重考驗中傲然挺立。“飛揚”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,保證北京冬奧會和冬殘奧會火炬文藝外表下跳動的一顆“科技心”。
中國航天科技集團作為北京2022年冬奧會和冬殘奧會開閉幕式最主要的技術(shù)保障實施單位,負責(zé)總體抓總,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)、指揮中心、央視視頻播放及VR、視頻渲染機房共11個開閉幕式舞臺裝置的研制任務(wù),以科技賦能冬奧開幕式的藝術(shù)創(chuàng)意和精彩呈現(xiàn)。航天科技集團所屬一院12所負責(zé)建設(shè)開幕式上4萬多塊地面顯示屏。12所大道公司自有的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺——長征云平臺,實時監(jiān)控11000㎡地屏畫卷的溫度、濕度和電壓,并向分場導(dǎo)演、舞臺總監(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,航天科研團隊還利用在火箭架構(gòu)設(shè)計方面的豐富經(jīng)驗,為重約3噸、厚度僅為350毫米的“冰五環(huán)”研制了輕巧堅固的鋁合金桁架“骨骼”,并通過火箭抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計精確吊點,讓超薄的夢幻五環(huán)即便遭遇6級大風(fēng),也能“我自巋然不動”。
主火炬燃燒系統(tǒng)使用航天氫氧發(fā)動機燃燒技術(shù),由航天科技所屬六院11所(京)和101所負責(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式耦合燃氣分配技術(shù),在氫氣火焰中植入微量顯色劑,使火焰造型靈動飄逸、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場的沖擊試驗塔架,構(gòu)建模擬主火炬和吊掛裝置試驗,為定格小小火苗在奧運史上的經(jīng)典瞬間作出了重要貢獻。
2 彰顯科技智慧的場館賽事
從智慧場館到精準(zhǔn)氣象,從科學(xué)訓(xùn)練到安全防護,國防科技點亮北京冬奧,為高質(zhì)量辦賽和高水平參賽提供有力支撐。
國家速滑館作為北京冬奧會唯一新建冰上競賽場館,又稱“冰絲帶”。中核集團同方股份依托其設(shè)備監(jiān)控預(yù)警平臺,實現(xiàn)“冰絲帶”重要設(shè)備“狀態(tài)可知、故障可控、預(yù)知維護”,讓“冰絲帶”擁有一顆“最強大腦”。通過對館內(nèi)的冷卻塔、冷卻機組和空調(diào)機組等大型暖通裝備的運行情況進行實時監(jiān)測,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)”,實現(xiàn)智慧場館“有感知、有記憶、會思考”。采用與清華大學(xué)共同參與研發(fā)的“十三五”專項課題群智能技術(shù),實現(xiàn)場館溫濕度精準(zhǔn)調(diào)節(jié),助力國家游泳中心“冰立方”第一個完成場館改造,成為奧運歷史上首個“冰水雙驅(qū)”的智慧場館。
中國航天科工集團所屬二院23所部署的毫米波測云雷達和風(fēng)廓線雷達,為冬奧賽事的順利進行提供了重要的氣象保障。毫米波測云雷達通過分析云的位置、移動速度和含水量等信息,對云、雨、雪等低能見度天氣開展實時監(jiān)測,提供預(yù)警。風(fēng)廓線雷達能夠24小時監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向,每6分鐘向氣象部門提供一組實時的高分辨率風(fēng)場數(shù)據(jù)。冬奧會網(wǎng)站上每分鐘更新的高山滑雪氣象數(shù)據(jù)便來源于此,實現(xiàn)了冬奧會氣象“百米級”“分鐘級”的高精度氣象預(yù)報。
面對多數(shù)比賽場地遍布深厚積雪,需要頻繁上下陡坡和深坑越障的情況,中國兵器裝備集團所屬企業(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和冬殘奧會人員物資保障車輛競標(biāo)中脫穎而出。UTV全地形車采用“全輪式驅(qū)動+履帶傳動”,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以上的積雪場地。ATV全地形車創(chuàng)新設(shè)計了懸架系統(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)動機,很好地解決了功率性能、重量和排放問題。三個車型性能優(yōu)越、可靠性高,可在復(fù)雜的冰雪路況下為運送賽事人員、物資提供安全保障。該地形車成功助力冬奧盛事,打破了國外全地形車在奧運會等各類頂級賽事中一統(tǒng)天下的局面。
中國航空工業(yè)集團所屬航空工業(yè)氣動院將空氣動力設(shè)計與測試技術(shù)應(yīng)用于冬奧選手輔助訓(xùn)練,打造符合速度滑冰、跳臺滑雪、雪車雪橇等冬奧項目運動特點的“風(fēng)洞”,助力賽場運動員超越自我、贏得佳績。風(fēng)洞可以模擬出風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等重要賽場環(huán)境,幫助運動員在仿真風(fēng)阻中糾正和掌握空中姿態(tài)、降低傷病風(fēng)險,從而大幅提升訓(xùn)練的科學(xué)性和針對性。風(fēng)洞技術(shù)還全面應(yīng)用于高性能比賽服裝設(shè)計。本屆冬奧會速度滑冰男子500米冠軍高亭宇的速滑服就是根據(jù)其個人特征、經(jīng)過500多個小時的風(fēng)洞測試研制而成。通過采用國防先進技術(shù)創(chuàng)新手段,有效提升了我國冰雪運動的核心競爭力。
中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團奇安信作為北京冬奧會官方唯一的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)與殺毒軟件贊助商,為冬奧會系統(tǒng)打造了一套具有“全層面管控、全網(wǎng)絡(luò)防護、全領(lǐng)域覆蓋、全周期保障、全線索閉環(huán)、全兵種協(xié)同”的“六全”網(wǎng)絡(luò)安全保障框架體系:包括“一個中心”,即能夠看見、揪出、阻斷任何威脅的態(tài)勢感知和安全管控中心;“兩個體系”,即安全防護體系和零信任體系,為奧運網(wǎng)絡(luò)安全筑牢“銅墻鐵壁”。
3 注入國民經(jīng)濟發(fā)展新動能
國防科技賦能冬奧,不僅滿足北京冬奧會籌辦和參賽的重大科技需求,也將對后冬奧時代的經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮積極作用。
中國船舶集團所屬718所承攬張家口海珀爾制氫站建設(shè),承擔(dān)冬奧會崇禮賽區(qū)179輛氫燃料大巴的設(shè)計安裝、氫氣加注和車載氫系統(tǒng)維護保障工作,為本屆冬奧會低碳技術(shù)的推廣、助力能源綠色轉(zhuǎn)型貢獻力量。相較傳統(tǒng)化石能源車輛,氫燃料電池客車每行駛100公里,可減少58公斤二氧化碳排放。氫能大巴配載雙電機無動力中斷驅(qū)動系統(tǒng)、全氣候耐極寒動力電池,可實現(xiàn)零下35℃極寒低溫啟動和零下40℃極寒低溫存放與停機自動保護,以適應(yīng)低溫、爬坡等路況場景。后奧運時代氫能源的普及將推動綠色出行產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
中國電子科技集團中華通信打造的崇禮智慧交通平臺,實現(xiàn)崇禮交通運輸信息的整合、共享和綜合利用,為北京冬奧會賽時及后冬奧時期帶來諸多便利。該平臺規(guī)劃了道路基礎(chǔ)、行政、機場、停車、氣象、道路監(jiān)控等13類基礎(chǔ)數(shù)據(jù),該平臺可幫助崇禮居民和游客實時了解公交車行程信息,并為山區(qū)的滑雪場和冬奧核心區(qū)鏟冰除雪保障提供實用信息,有效緩解崇禮交通擁堵、停車難兩大難題,全面提升城市交通管理水平。
由航天科技五院研制、中國衛(wèi)通運營的通信衛(wèi)星中星6C,助力北京冬奧會實現(xiàn)5G+8K直播,為觀眾帶來精彩的視聽盛宴,推動科技成果“飛入尋常百姓家”。中星6C通信衛(wèi)星覆蓋域廣,不受冬奧場館高山地形的限制,所提供的8K直播較4K直播畫面更清晰、色彩更靚麗,讓觀眾在家也能“身臨其境”體驗精彩賽事。北京全市各區(qū)及150多個社區(qū)20塊大屏、200余臺8K電視機,構(gòu)建起全球最大的城市化8K立體播放體系。未來,國防科技還將提供更多的應(yīng)用場景服務(wù)大眾,將國防科技轉(zhuǎn)化為城市發(fā)展的新動能,推動國際科技創(chuàng)新中心和世界科技強國建設(shè)。
京張高鐵作為冬奧會的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施,也是我國第一條采用自主研發(fā)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、設(shè)計時速為350公里/小時的智能化高速鐵路,將崇禮納入首都1小時通勤圈,加快了京張體育文化旅游帶建設(shè)。張家口市崇禮縣在2015年底還是貧困縣,貧困率達16.81%。受益于京張鐵路的建設(shè),崇禮于2019年5月順利脫貧摘帽。航天科技為京津冀協(xié)同發(fā)展注入新活力,助推京津冀經(jīng)濟社會發(fā)展邁向新高。
國防科技工業(yè)作為國之重器,始終篤行引領(lǐng)國家科技創(chuàng)新、服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展、惠及社會民生福祉的職責(zé)使命,用科技為本屆冬奧會添上濃墨重彩的一筆。站在“兩個一百年”奮斗目標(biāo)歷史交匯點,人民軍工將繼續(xù)勇立潮頭,奮勇當(dāng)先,為推動高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢作出新的更大的貢獻。