奥运圣火回顾——北京奥运会火炬构成与设计灵感
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随着伦敦奥运会开幕,奥运会的火热氛围笼罩着大家,特推出奥运专题,以圣火回顾为前奏拉开序幕。继介绍完2000年以后的前两次圣火传递,现在回顾2000年以后的第三次圣火——2008年北京奥运会圣火。
谈起北京奥运会圣火,人们的热情会更加高涨,因为这次奥运是在我国举办,圣火传递也因此格外让人有自豪感。北京2008年奥运会火炬可以说兼具了中国传统内涵与现代高科技,祥云图案和立体浮雕式使火炬高雅华丽。北京奥运会火炬是我国自主设计研发的产物,拥有完全的知识产权。
北京2008年奥运会火炬创意灵感来自“渊源共生,和谐共融”的“祥云”图案,火炬造型的设计灵感来自中国传统的纸卷轴。北京奥运会火炬长72厘米,重985克,燃烧时间15分钟,在零风速下火焰高度25至30厘米,在强光和日光情况下均可识别和拍摄。在工艺方面使用锥体曲面异型一次成型技术和铝材腐蚀、着色技术。火炬外形制作材料为可回收的环保材料。北京奥运会火炬在燃烧稳定性与外界环境适应性方面达到了新的技术高度,能在每小时65公里的强风和每小时50毫米的大雨情况下保持燃烧。
下面来谈谈北京奥运会火炬的构成。火炬组件主要包括燃料瓶、燃料、稳压装置、燃料瓶和稳压装置的连接、回热管、燃烧器。其中燃料瓶、稳压装置和回热装置构成了燃料供应系统,燃料供应系统行业燃烧器共同构成了航天芯(火炬的燃烧系统)。
燃料瓶采用无缝冷拉工艺,直径为32毫米,即用一整块板拉成现在的形状,因此非常耐压(达14兆帕),相当于可承受水下1400多米的压力,一瓶燃料需要保证燃烧15分钟以上。燃料用的是99%以上纯度的丙烷,满足环境温度的要求,丙烷燃烧后火焰是橙色,具有较好的可视性。
从燃料瓶里出来的气体压力是不稳定的,随着温度降低而减小。稳压装置则是提供一定压力,一定流量的燃料供应。稳压器的设计要求一般就是小巧轻便和多功能,将火炬开关设计到稳压装置上,减压、稳压以及确保在意外跌落的情况下,还能确保火炬继续燃烧,不会发生危险。燃料瓶和稳压装置采用螺纹连接,燃料瓶口用外螺纹,稳压装置用内螺纹。
燃料瓶小了,而燃烧时间要求提高,所以必须要加回热装置。通过回热系统给燃料瓶进行加热,减缓温度降低的速度,满足燃烧时间。热交换不可能把所有热量都交换掉,所以管内的气体温度也是升高的,有利于燃烧。
双火焰是一个核心设计,并在国内第一次运用。燃料经过回热之后,分两路,一路进入预燃室,一路进入主燃室,基本上按1:2的比例进行分配。预燃室底部中心是喷嘴,其周围是进空气的孔。火炬外壳底部也有一定面积的进气通道。预燃室燃料往上喷时,会带动周围空气上升进入预燃室,这就是引射作用。预燃室中燃料和空气混合后再燃烧,掺混得比较好,燃烧充分,火焰温度比较高,形状短,是蓝色的,在强光下不易看见。而主燃室的燃料没有经过预混,燃料喷出后和空气混合,先扩散再燃烧,火焰温度稍低些,呈不透明的橙色。火焰高度高于25厘米。预燃室相当于一个稳定的火源,保证它始终不灭,即使外面的主燃室火焰熄灭,它会马上把主火焰点燃。