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2月2日上午，北京2022年冬奧會火炬接力啟動儀式在京舉行。中國航天科技集團六院北京11所的科研人員們熱血沸騰，心潮澎湃。回顧手持火炬內(nèi)核燃燒系統(tǒng)的研制歷程，一個個燈火通明的夜晚，一場場摸索改進的試驗，一條條精心計算的數(shù)據(jù)，一張張反復(fù)打磨的圖紙……一切都歷歷在目。

北京11所承擔了冬奧會手持火炬燃燒系統(tǒng)的內(nèi)核技術(shù)。“我們牽頭申報的‘冬奧會手持火炬關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)’項目已在科技部立項，完成了主要考核節(jié)點的考核，通過了專家驗收。”黨委書記李曉峰說，“技術(shù)硬實力帶來產(chǎn)品高可靠性，一定能在后續(xù)傳遞中有精彩的表現(xiàn)。”

北京11所具有深厚的氫能利用基礎(chǔ)和成熟的氫能應(yīng)用技術(shù)，承擔著我國航天運載器的“心臟”——氫氧火箭發(fā)動機的研究設(shè)計工作，其研制多種用于運載火箭的氫氧發(fā)動機已經(jīng)成功助推長征三號、長征五號、長征五號B、長征七號甲、長征八號系列運載火箭飛向太空。氫氣作為燃料，具有環(huán)保、燃燒性能好、低溫適應(yīng)性好等特性。

本屆冬奧會手持火炬“飛揚”正是以氫氣為燃料，這是世界首套高壓儲氫火炬，實現(xiàn)了冬奧會歷史上火炬的零碳排放。為此，北京11所研制團隊花了2年時間，攻克了一個又一個難關(guān)，才有了“飛揚”的高技術(shù)內(nèi)核。“時間緊任務(wù)重，彈指團隊協(xié)同攻關(guān)，攻克了薄弱環(huán)節(jié)，體現(xiàn)出了航天人的科技實力。”六院院長王萬軍說。

雖然氫能源有諸多優(yōu)點，但也存在易爆炸、易泄漏、泄漏時因無色無味不易被發(fā)現(xiàn)等缺點，要確保實現(xiàn)5分鐘穩(wěn)定燃燒，對技術(shù)性的要求非常高。契合火炬外形，“飛揚”采用了配套的高壓儲氫方案。“飛揚”內(nèi)核燃燒系統(tǒng)由三部分組成，從底部到頂部分別是氣瓶、控氫閥和燃燒器。其中控氫閥和燃燒器均由北京11所攻關(guān)研制。

控氫閥是安裝在氣瓶口的組合閥門，其作用主要是將氣瓶內(nèi)的高壓氫氣減壓穩(wěn)壓到常規(guī)出口壓力。為了契合冬奧會手持火炬曲面外殼設(shè)計，在內(nèi)部空間十分有限的情況下，項目團隊成員鄭曉東、丁英仁、王新成等對控氫閥做了大膽的創(chuàng)新，采用了微型的輕量化技術(shù)，對其進行了“瘦身”，以便騰出空間給氫氣瓶確?；鹧娴拇罅髁?，同時實現(xiàn)了該輕的地方輕，該重的地方重，該承受力的地方結(jié)實。在壓力提升20%的情況下，閥門長度從最初的162毫米降至110毫米，重量減輕至290克，重量僅相當于一袋牛奶。

火炬能在各種環(huán)境下燃燒，離不開燃燒器。在設(shè)計時，不但要滿足“飛揚”復(fù)雜曲面特征的結(jié)構(gòu)要求，還要在出口處做出創(chuàng)新設(shè)計，實現(xiàn)焰色的可視性，讓火焰顯示出顏色。韓宗捷、李泓達等團隊成員為了實現(xiàn)火焰著色，嘗試了很多方法，甚至在家里煤氣灶上做起了文章，這才有了現(xiàn)在穩(wěn)定可視的火炬火焰。

為了高安全性、高穩(wěn)定性，研制團隊對整個燃燒系統(tǒng)進行了300多次可靠性試驗，使得火炬通過了在極寒環(huán)境、十級狂風、雨雪天氣等情況下的測試。所以現(xiàn)在“飛揚”擁有了鋼筋鐵骨，不懼任何環(huán)境。

“作為‘國家隊’成員，只要國家需要，我們一定會挺身而出。”北京11所所長岳文龍說，“為了實現(xiàn)手持火炬的燃燒系統(tǒng)技術(shù)，我們拿出了完成國家重大航天工程任務(wù)確保不帶任何隱患上天的勁頭，和航天人嚴慎細實的工作作風。”(馬麗娜 孟俊賢 齊南南 科技日報記者 付毅飛)