北京奧運(yùn)開幕式工程使用大量載人航天技術(shù)
奧運(yùn)會開幕式上點(diǎn)燃的31米高的主火炬,以高大的外型吸引著億萬觀眾的目光。此前,它是如何存放以及被運(yùn)進(jìn)“鳥巢”的?2008年6月初,北京艾爾豪斯膜式工程研究所接受了高度機(jī)密的奧運(yùn)火炬塔房建造工作,這個塔房的出現(xiàn)曾經(jīng)引來許多好奇的猜測,被北京市民戲稱為“大包”,而建設(shè)者們則稱之為“氣房子”,因?yàn)樗怯梢粋個拱形氣肋組成的;鹁嫠块L33米,要建在62米高的“鳥巢”頂上,還要具備每秒23米的抗風(fēng)能力。在短短十余天內(nèi),通過建造者們的不懈努力,終于成功建成這座高度保密的建筑,為奧運(yùn)開幕式的順利進(jìn)行埋下漂亮伏筆。圖為7月23日深夜,鳥巢頂上的奧運(yùn)火炬通過液壓自行系統(tǒng)緩緩“走”出氣房子,準(zhǔn)備進(jìn)行第一次試點(diǎn)火。 中新社發(fā) 佟偉 攝
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解放軍總裝備部工程設(shè)計(jì)院院長周鳳廣8日接受采訪時(shí)透露,北京奧運(yùn)會開幕式工程設(shè)計(jì)中使用了大量載人航天技術(shù),從而保證了上千套設(shè)備和數(shù)萬個零部件正常工作,各項(xiàng)表演萬無一失。
主火炬設(shè)計(jì)難度不亞于航天發(fā)射場
從上空俯瞰,主火炬的外形像是一個音符。這個看似簡潔的符號,工程實(shí)現(xiàn)起來卻難乎其難。
2007年10月,主火炬開始設(shè)計(jì)。作為火炬塔項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、總裝設(shè)計(jì)院專家鄭志榮心里也犯嘀咕:這樣形狀的一支火炬,能否穩(wěn)穩(wěn)地站在“鳥巢”頂部?
他和他的團(tuán)隊(duì),決定借鑒神舟飛船的驗(yàn)證方法,將主火炬請進(jìn)大型風(fēng)洞,做一做“吹風(fēng)”試驗(yàn)。
2007年底,第一支1:20的主火炬模型由于燃?xì)夤艿啦糠痔,無法表現(xiàn)受風(fēng)情況下的氣流變化,試驗(yàn)失敗。緊接著,第二支1:15的主火炬模型又造了出來;鹁嫠䦂F(tuán)隊(duì)對模型的各種姿態(tài)進(jìn)行風(fēng)載荷試驗(yàn),站立、平躺、側(cè)身……結(jié)果顯示,主火炬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是安全可行的。
除結(jié)構(gòu)驗(yàn)證外,主火炬的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì),也使用了相關(guān)的航天技術(shù)。 為了確保精確定位,主火炬驅(qū)動控制系統(tǒng)采用智能化設(shè)計(jì)。在火炬塔運(yùn)行的幾個關(guān)鍵部位,專門布設(shè)監(jiān)測儀器,實(shí)時(shí)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)反饋信息,控制系統(tǒng)能夠自動調(diào)整設(shè)備運(yùn)行方向、速度。直徑3米多、行程11米多的主火炬,運(yùn)行控制誤差還不到2毫米,精確度達(dá)到萬分之二。
雙備份和“黑匣子”使開幕式不怕“萬一”
周鳳廣說:“開閉幕式的技術(shù)保障,是一項(xiàng)與航天發(fā)射同樣極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。表演中使用的設(shè)備近800臺套,零部件數(shù)萬個,任何設(shè)備一旦出了問題,能等你修好再演嗎?絕不可能!
開幕式上空設(shè)備的控制臺,是總裝設(shè)計(jì)總院研發(fā)的第四代控制臺“神舟4000”,曾成功保障過航天發(fā)射任務(wù)。
此外,其他演出設(shè)備和系統(tǒng),也借鑒航天發(fā)射的經(jīng)驗(yàn),大范圍采用冗余設(shè)計(jì)。如核心控制器、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)等,全部實(shí)行“雙備份”。當(dāng)一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候,備份系統(tǒng)可以無延時(shí)切換。
總裝設(shè)計(jì)院的專家們還為開幕式的控制系統(tǒng)裝上了類似神舟飛船上的“黑匣子”,用于快速診斷故障和記錄歷史數(shù)據(jù),能夠幫助技術(shù)保障人員在最短的時(shí)間里找到故障原因,及時(shí)采取應(yīng)對措施。
音樂時(shí)間碼用音樂統(tǒng)領(lǐng)時(shí)間
數(shù)萬人員同場演出,數(shù)千崗位協(xié)作保障,開幕式演出如何進(jìn)行有效的組織指揮?總裝設(shè)計(jì)院相關(guān)專家借鑒航天發(fā)射實(shí)時(shí)監(jiān)控的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合這次開幕式音樂貫穿全場的特點(diǎn),專門為開幕式建立了以“音樂時(shí)間碼”為核心的全方位指揮監(jiān)控系統(tǒng)。
走進(jìn)開幕式的后臺,就如同走進(jìn)一個航天發(fā)射場,從總指揮、總導(dǎo)演、總調(diào)度到各部門各系統(tǒng)指揮操作崗位,面前都有兩個屏幕顯示音樂時(shí)間碼,以及由此生成的指揮流程信息。
在指揮流程信息里,所有操作信息按照順序逐行滾動顯示,各崗位人員可以根據(jù)權(quán)限查看相關(guān)信息。操作程序進(jìn)入30秒準(zhǔn)備,信號就會由綠色變成紅色;進(jìn)入10秒準(zhǔn)備,就開始倒計(jì)時(shí)。
除上述主要項(xiàng)目外,航天技術(shù)還被廣泛地應(yīng)用于開幕式一些細(xì)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)。例如,參與“神六”研發(fā)的火箭專家專門為開幕式的煙花燃放開發(fā)了一套空氣發(fā)射裝置,不但精確度、安全性高,而且無煙無污染。(鞏琳萌、江福梅 )
【編輯:唐偉杰】
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