开幕式背后的高科技给你第二次惊叹(组图)

试验中的主火炬

画轴截面

安装九环球

星星五环背景网

九环球方案验证试验

鸟巢上空设备

牵一发动全身的地面设备控制室

深埋在鸟巢下数十米的控制设备

鸟巢模拟训练场

张艺谋察看指挥监控系统玄：火炬巍然立“鸟巢”

江福梅本报记者赵波孙阳

2008年8月8日晚，代表着欢乐与希望，象征着团结与友谊的奥运主火炬滑出导轨，巍然竖起，与祥云画卷合而为一，惊艳世界。

短短亮相数分钟，充满玄机，凝聚了总装工程设计研究总院技术人员近两年的心血与汗水。

锤炼“音符”

2006年10月，奥运主火炬塔研制工作启动。总装备部工程设计研究总院一批机械、结构、控制工程师首先参与其中，负责把导演创意转化为艺术装置。

第一次承担这样的任务，长期从事工程设计形成的工作方法、思维模式都要改变。导演创意可以天马行空，工程设计却必须安全可靠。就这样，他们开始了“痛并快乐着”的火炬塔研制之旅。

万事开头难。头10个月，他们经受了太多的“折腾”，刚刚见到一点曙光，拿出总体方案，导演创意却改变了，只能重新再来。2007年8月，一个充满智慧与灵气的主火炬设计创意浮现出来——一道“音符”。创意令人耳目一新，但却给结构设计带来巨大困难。方案论证了3个月，2007年10月开始正式设计。从外形的几道弧线入手，先展开平面，根据平面确定结构体系、内部材料，再一步步细化优化。

踏着奥运的节拍，从“线”扩展到“面”，延伸至“体”，负责结构设计的黄伟开始火炬的计算机建模。表面平整的主火炬，里面藏着不少“机关”，要为焰火燃烧及控制提供空间，还要解决自身连接问题。运用三维软件，黄伟画出了第一支主火炬。在三维空间里，这支火炬的每一个螺丝都进行了精确表达。通过计算机控制，可以看到各个角度各个部位的情况。

然而，这样一支火炬，能否稳稳地站立在“鸟巢”顶部？此事确实难度很大。长期从事特种工程设计的火炬塔团队决定把它请进大型风洞，做一做“吹风”试验。12月底，在四川某地的风洞试验中心，第一支1∶25

的主火炬模型造了出来。结果发现，火炬中心的燃气管道部分太小，没法表现受风情况下的气流变化，试验无法进行。

于是，第二支1∶15的火炬模型又造了出来，各种测试设备装进了火炬塔。站立、平躺、侧身，静止、运动，各种姿态、各种情况，都进行了风载荷试验。结果证明，火炬塔的设计安全可靠。

对接“鸟巢”

网状钢结构交织成的“鸟巢”，顶部起伏不平。火炬塔所处的屋面是一个弧形缓坡，每个点的曲率都不一样。该怎样实现火炬与“鸟巢”的对接，成为又一个工程难题。

在“鸟巢”顶部搭建火炬塔，一个关键问题是要进行重量控制。科技人员慎重选材、用材，把厚钢板用在关键部位，从总体到细节，全程控制。最终，主火炬重约45吨，驱动系统重约80吨，燃气系统十几吨，完全控制在“鸟巢”的承受范围内，难题终于得到解决。

每一次试验，都必须把火炬塔所处的特殊环境模拟出来。为此，以原设计图纸为基础，火炬塔团队搭建出一个个“鸟巢”局部。在京东郊区的某个地方，甚至专门做了14米高、1∶1的“鸟巢”局部作为试验平台。主火炬、驱动、燃气，从分项到整体，全部进行实物模拟试验。

今年4月下旬，京郊试验场进行火炬塔首期竖起点火试验。离8月8日不到100天，已经没有调整的时间。整个团队连续3天没睡觉，试验一举成功。

5月10日，火炬塔开始现场安装。试验场上整体调试完毕的火炬塔，到了“鸟巢”却需要一点一滴重新开始。甚至，原来严丝合缝的螺丝连接，因为一个点位误差的放大，也变得相距甚远。高空作业，从“鸟巢”5层的外环通道爬上第一层膜，翻山越岭般走到内环，再爬上顶部。每走一次，就要十几分钟。经过反复调试，一点点优化，7月26日，经过几次试验检验调整，火炬塔系统施工才算全部完成。

华丽转身

开幕式要求体现“天人合一”的中华文明精髓。竖立在“鸟巢”顶部一角的主火炬，犹如从上方十几米宽的膜结构卷出，与“鸟巢”浑然一体。主火炬的下边缘，要和膜结构上的造型线相合。精确的定位要求，为火炬塔的驱动系统设计带来了巨大难题。

一条11米长、3米多宽的轨道，铺上“鸟巢”顶部。主火炬平常藏在靠近外环的帐篷里。点火前，一套水平驱动系统把它缓缓拉出，直到近半部分探出内环。另一套复合驱动系统又把它顶起，推到与“鸟巢”内环与之垂直，下缘与膜结构曲线对接。整个翻转竖立过程由6个环节组成，工艺之复杂、行程之长、设备数量之多、功率之大，是从事20多年航天发射场和大型舞台机械控制的设计师郑志荣从未见过的。

为了确保精确定位、稳定可靠，驱动控制系统采用了智能化设计。在火炬塔运行的几个关键部位，专门布设监测仪器，实时反映设备运行状态。根据反馈信息，控制系统能够自动调整设备运行方向、速度。经测试，直径3米多、行程11米多的主火炬，终于实现了运行控制误差低于2毫米、精确度达到万分之二。