??? ???????????????????????????????? 2007年6月25日早上9點(diǎn)，在航天三院三十一所于克里老師的帶領(lǐng)及辦完相關(guān)保密協(xié)議后，我進(jìn)入了火炬研制實(shí)驗(yàn)室——北京2008奧運(yùn)" title="奧運(yùn)">奧運(yùn)會(huì)的祥云火炬就這樣放在了我的手中。此刻，感動(dòng)我的已不是充滿中國(guó)傳統(tǒng)文化符號(hào)的火炬外表，而是維系著它那跳動(dòng)的沉甸甸的科技之“芯”。火炬的外表設(shè)計(jì)總是引得萬(wàn)眾矚目，世界驚艷" title="驚艷">驚艷，卻鮮有人知道這小小的火炬在閃耀于奧運(yùn)舞臺(tái)之前，所要經(jīng)歷的狂風(fēng)暴雨、低壓缺氧、跌落沖擊等重重考驗(yàn)。請(qǐng)聽聽航天三院三十一所的設(shè)計(jì)師們講講征服這些困難的奧秘吧，這顆飽含了他們艱辛勞動(dòng)的強(qiáng)大心臟，才是我們真正應(yīng)該為之驕傲的高科技奧運(yùn)之“芯”。??

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·基本工作流程 ?

?? 航天芯，也就是2008年北京奧運(yùn)火炬的燃燒系統(tǒng)，包括燃料供應(yīng)系統(tǒng)(燃料瓶、穩(wěn)壓裝置和回?zé)嵫b置)和燃燒器兩大部分。工作時(shí)，利用開關(guān)工具順時(shí)針打開燃料瓶上的常閉開關(guān)閥，瓶?jī)?nèi)的高壓丙烷蒸汽經(jīng)過穩(wěn)壓裝置進(jìn)行減壓，并維持在相對(duì)穩(wěn)定的某一壓力值附近，然后經(jīng)過有五個(gè)通氣孔的燃料分配器的側(cè)孔進(jìn)入回?zé)徙~管，在流經(jīng)燃燒室和燃料瓶后重新進(jìn)入燃料分配器，并從兩路分別進(jìn)入預(yù)燃室和主燃室進(jìn)行燃燒。 ?

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·燃料瓶 ?

??? 燃料供應(yīng)系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件是穩(wěn)壓裝置和燃料瓶，都是采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)工藝和技術(shù)自主研發(fā)的。燃料瓶采用無(wú)縫冷拉工藝，直徑為32毫米，即用一整塊板拉成現(xiàn)在的形狀，因此非常耐壓" title="耐壓">耐壓(達(dá)14兆帕)，相當(dāng)于可承受水下1400多米的壓力。由于火炬燃燒有時(shí)間要求，一瓶燃料需要保證燃燒15分鐘以上，而燃燒器除要保證火炬形態(tài)外，也有一定的流量要求，因此為了既能保證和火炬外殼的匹配，又能滿足燃燒時(shí)間，燃料瓶只能做得又細(xì)又長(zhǎng)。這從工藝上講，難度大大增加。因?yàn)槭钦w成型，且燃料瓶壁的壁厚不到1毫米，在長(zhǎng)細(xì)比達(dá)到7.5倍的情況下是很容易拉裂的。 ?

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·燃料的選擇 ?

??? 燃料用的是99%以上純度的丙烷。歷史上的奧運(yùn)火炬用混合燃料的較多。采用丙烷燃料是為了能在火炬?zhèn)鬟f路線范圍內(nèi)，滿足環(huán)境溫度的要求。其次顏色也是一個(gè)考慮，丙烷燃燒后火焰是橙色，具有較好的可視性。 ?

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·穩(wěn)壓裝置 ?

??? 穩(wěn)壓裝置也是特別研制的。從燃料瓶里出來(lái)的氣體壓力是不穩(wěn)定的，隨著溫度降低而減小。而火炬的燃燒需要一個(gè)穩(wěn)定的流量，穩(wěn)壓裝置的作用就是提供一定壓力，一定流量的燃料供應(yīng)，這和一般穩(wěn)壓裝置的原理是一樣的。氣態(tài)的燃料以相對(duì)較高的壓力進(jìn)入穩(wěn)壓裝置的進(jìn)口，以高出環(huán)境壓力一定范圍的壓力流出，保證燃燒所需的燃料壓力和流量。穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)要求一般就是小巧輕便和多功能。現(xiàn)在的穩(wěn)壓裝置共有四個(gè)功能：第一是將火炬開關(guān)設(shè)計(jì)到穩(wěn)壓裝置上，這就少了一個(gè)零件；第二是減壓；第三是穩(wěn)壓；第四就是在意外跌落的情況下，還能確?；鹁胬^續(xù)燃燒，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。??

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·燃料瓶和穩(wěn)壓裝置的連接 ?

??? 燃料瓶和穩(wěn)壓裝置采用螺紋連接，燃料瓶口用外螺紋，穩(wěn)壓裝置用內(nèi)螺紋。這個(gè)雖不是獨(dú)創(chuàng)，但在火炬上用得比較少。以前的一些火炬用的是現(xiàn)成的燃料瓶，多數(shù)是采用直接的頂壓方式。這種沒有螺紋的連接方式，如果氣體壓力過大，頂針會(huì)頂?shù)煤芫o，用起來(lái)費(fèi)勁；如果壓力過小，由于使用時(shí)的振動(dòng)，容易松脫，造成漏氣；同時(shí)由于是非精確定位密封，在壓緊的過程中或使用過程中也容易密封不嚴(yán)而漏氣，既不安全，也容易熄火。我們吸取了國(guó)外火炬的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，采用了螺紋接口。 ?

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·回熱管" title="熱管">熱管 ?

??? 2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)和2002年鹽湖城冬奧會(huì)的火炬都采用了保溫裝置。因?yàn)閷?duì)于氣相燃燒而言，若沒有有效的熱量補(bǔ)充，燃料瓶的溫度是下降的。燃料在低溫狀態(tài)下，蒸汽壓會(huì)降低，有可能會(huì)影響火炬燃燒性能。最初的設(shè)計(jì)就遇到了這個(gè)問題。剛研制時(shí)燃料瓶容積較大，因此它降溫慢?，F(xiàn)在燃料瓶小了，而燃燒時(shí)間要求提高，所以必須要加回?zé)嵫b置。要給它加熱，就要有熱源，于是很自然地想到利用火炬自身的火焰熱量——燃料出來(lái)后不是直接進(jìn)燃燒室，而是通過回?zé)嵯到y(tǒng)給燃料瓶進(jìn)行加熱，減緩溫度降低的速度，滿足燃燒時(shí)間?；?zé)峁苓€有個(gè)好處，就是熱交換" title="熱交換">熱交換不可能把所有熱量都交換掉，所以管內(nèi)的氣體溫度也是升高的，有利于燃燒，這是個(gè)額外的好處。 ?