通訊：奧運火、航天芯
——北京奧運會珠峰特種火炬燃燒系統(tǒng)研制紀實
5月8日，北京奧運圣火珠峰傳遞登山隊成功登頂珠峰。這是火炬手在珠峰進行火炬交接（電視畫面）。 新華社發(fā)
新華社北京５月８日電（記者高鵬）２００８年５月８日９時１７分，見證了奧林匹克歷史上的一個偉大壯舉。北京奧運火炬接力珠峰傳遞登山隊隊員將北京奧運會火炬、火種送上海拔８８４４．４３米的珠穆朗瑪峰峰頂。象征著光明、和平、友誼、進步、和諧的奧林匹克圣火首次在地球之巔燃起。
７年前申奧成功時，中國人向世界莊嚴承諾：奧運火炬接力活動將把火炬送到世界最高峰——珠穆朗瑪峰。如今，這個偉大的設想和承諾變?yōu)楝F(xiàn)實。
北京奧運會“祥云”火炬克服低溫、低壓、缺氧、大風等極端不利條件，在珠峰之巔漂亮地燃燒，舉世為之驚嘆。在這史無前例的壯舉背后，凝聚著中國航天人的智慧與辛勞。
5月8日9時17分，北京奧運火炬接力珠峰傳遞登山隊隊員將北京奧運會火炬、火種送上海拔8844．43米的珠穆朗瑪峰峰頂。北京奧運會“祥云”火炬克服低溫、低壓、缺氧、大風等極端不利條件，在珠峰之巔漂亮地燃燒，舉世為之驚嘆。在這史無前例的壯舉背后，凝聚著中國航天人的智慧與辛勞。圖為2007年4月20日，研制人員進行防風試驗。 新華社發(fā)
按照研制航天型號的模式來研制火炬
２００１年７月１３日，北京申奧成功的消息從莫斯科傳來，中國航天科工集團公司副總經理薛利心中便萌生了一個念頭：我們航天人要為這一中華民族的百年盛事做點貢獻。
“‘科技奧運’是北京奧運會的三大理念之一。航天事業(yè)是高科技的集中體現(xiàn)。因此，我們航天人一定不能缺席?！毖f。
申奧成功后不久，航天科工集團就開始考慮開幕式、火炬、安保、智能交通、環(huán)境清潔等一切有可能為奧運會貢獻力量的方面，并在集團內部成立了一個科技奧運領導小組。
２００６年１月１７日，機會終于降臨——北京奧組委正式致函航天科工集團，委托其就奧運火炬珠峰燃燒技術進行科研攻關。航天科工集團隨即成立了火炬研發(fā)部，抽調了其所屬三院海鷹集團、３１所、四院航天晨光股份公司等多家單位的８０多名技術骨干參與項目攻關，并聘任中國工程院院士劉興洲為該項目總設計師。
現(xiàn)任北京奧運火炬珠峰傳遞領導小組火炬研發(fā)部部長的薛利介紹，研制珠峰火炬燃燒系統(tǒng)雖屬民用項目，但航天科工集團把它當作一項國家重大工程，按照航天型號研制的管理模式，向承擔主要攻關任務的集團三院院長下發(fā)了奧運火炬項目“責任令”。
5月8日9時17分，北京奧運火炬接力珠峰傳遞登山隊隊員將北京奧運會火炬、火種送上海拔8844．43米的珠穆朗瑪峰峰頂。北京奧運會“祥云”火炬克服低溫、低壓、缺氧、大風等極端不利條件，在珠峰之巔漂亮地燃燒，舉世為之驚嘆。在這史無前例的壯舉背后，凝聚著中國航天人的智慧與辛勞。圖為2006年12月15日，研制人員進行火炬防水試驗。 新華社發(fā)
燃料方案一波三折
對于以往主要從事發(fā)動機研制的航天科工集團三院３１所來說，火炬燃燒系統(tǒng)是個全新的項目。因此，研發(fā)人員在動手之前認真研究了歷屆奧運會的火炬設計方案，他們對火炬的認識也由此由淺漸深。
研制火炬燃燒系統(tǒng)，首先需要確定燃料。劉興洲院士介紹，從以往奧運火炬來看，火炬燃料一般有固態(tài)、液態(tài)和固液混合三種。燃料種類不同，燃燒系統(tǒng)的結構設計也會相應有所不同。
研制團隊最初選定丙烷作火炬燃料。劉興洲院士解釋說，丙烷燃燒后主要產生水蒸氣和二氧化碳，不會對環(huán)境造成污染。更重要的是，丙烷適應的溫度范圍較廣，在攝氏零下４０度時仍能產生１個以上的飽和蒸氣壓，從而保證低溫環(huán)境下燃燒；而且，丙烷產生的火焰成亮黃色，火炬手跑動時，飄動的火焰在不同背景下都比較醒目。
之后，研制團隊開始著手燃燒系統(tǒng)的設計。往屆奧運會的火炬?zhèn)鬟f過程中多次出現(xiàn)過火炬突然熄滅的尷尬場面。為避免“祥云”火炬重蹈覆轍，研制團隊運用航空發(fā)動機的雙火焰原理，設計了預混火焰與擴散火焰的“雙火焰”燃燒方案，即一個火焰在外面“沖鋒”，一個火焰在里面“值班”。
“實際上，就是用一個小火點著一個大火。大火即使被吹滅了，但下面暗藏的小火能再次將大火點著?！眲⑴d洲院士解釋說。
位于北京西南郊豐臺區(qū)的航天科工集團三院３１所是火炬研發(fā)團隊的“大本營”，這里有一個可以模擬大風、暴雨、低溫、低壓等各種真實自然環(huán)境的試驗艙。盡管液態(tài)丙烷燃料火炬在這個試驗艙內經受住了多次模擬測試，但航天人多年來形成的“嚴肅認真、周到細致、穩(wěn)妥可靠、萬無一失”的工作作風，促使他們決定赴珠峰進行實地測試。
２００６年９月，科工集團火炬研發(fā)部自掏腰包奔赴西藏珠峰大本營進行實地試驗。結果，真的發(fā)現(xiàn)了問題——液態(tài)丙烷火炬在實際低壓環(huán)境下燃燒時間太短，達不到要求。
固體燃料點燃性能可靠，燃燒穩(wěn)定；而液體丙烷燃料產生的火焰形態(tài)好。研制團隊于是考慮，能不能將二者結合。隊員們隨后嘗試著將固體預熱劑與液化丙烷結合，進行了固液組合火炬的首次試驗，結果發(fā)現(xiàn)抗低壓性能和可視性均比液態(tài)燃料火炬有了明顯改善。
返回北京后，研制團隊放棄了液態(tài)丙烷火炬的方案，將研制重點轉向固液組合火炬和固態(tài)燃料火炬。
２００７年１月，一支由１０多名研制人員組成的試驗隊奔赴祖國最北端的黑龍江漠河，對這兩種火炬在低溫、大風條件下的性能進行實地測試。在那里，研制團隊再次遭遇了意外——“爆燃”。一天夜晚，固體燃料火炬點燃后，燃料猛地一下噴了出來，幸好當時沒有試驗隊員正對著火炬，否則后果不堪設想。
對于這次事故的原因，研制團隊深入研究后發(fā)現(xiàn)，問題并非出在固態(tài)燃料火炬本身，主要是裝藥（固態(tài)燃料）的工藝有問題，藥柱沒有壓實。他們隨后將人工裝藥改為機械控制，保證每次裝藥量以及藥柱的長度及直徑完全一致。工藝改良后，“爆燃”現(xiàn)象再未發(fā)生過。
２００７年４月下旬，航天科工集團珠峰火炬試驗隊二赴西藏。這一次他們要進行珠峰火炬登頂的測試與試驗。
圖為2006年9月10日，火炬燃燒系統(tǒng)副總設計師邵文清（右）在進行實地測試。新華社發(fā)
２００７年５月７日，登山隊員帶著固體燃料火炬和固液結合火炬開始登頂測試。大本營（５２００米）、６５００米、７０２８米、８３００米、８８４４米，登山隊員在每一個高度都要重復完成試驗的“規(guī)定動作”。５月９日，登山隊員成功登頂，并順利點燃了攜帶的３支固體火炬。然而，由于操作失誤，他們未能點燃固液結合火炬。沒有經過最后這一道測試，也給固液結合火炬的可靠性打了一個問號。
考慮到固態(tài)火炬操作更為簡便，航天科工集團研制團隊將固體燃料火炬確定為珠峰火炬燃燒系統(tǒng)最終設計方案。
暖手爐、蜂窩煤爐帶來的靈感
珠峰惡劣的自然條件不僅對火炬性能要求非常高，對火種燈、引火器、圣火盆等配套設備的性能同樣要求很高。劉興洲院士介紹說，珠峰火種燈的研制過程，其艱辛程度一點不亞于珠峰特種火炬。
以往奧運會的火種燈都采用液體航空煤油為燃料。航天科工集團的火炬研發(fā)團隊經試驗后發(fā)現(xiàn)，這種煤油燈在海拔６５００米以下的地區(qū)都能正常工作，但在更高海拔的地方，由于氣壓低、氧氣含量低，就無法正常工作了。
因此，與珠峰特種火炬一樣，研發(fā)珠峰火種燈必須從零起步。
為了尋找可靠的燃料源，研發(fā)人員可謂費盡心思。他們先后嘗試過多種常用燃料，但一一被否定。終于有一次，退休研究員任國周看到一個用碳作熱源的暖手爐后突發(fā)靈感：能不能用碳做火種？然而，第一次進藏試驗效果不理想：一是燃燒時間短，二是排灰不暢。
大家剛剛看到一線希望，由于這次挫折又變得有些沮喪。此時，生活中的一個小發(fā)現(xiàn)再次使他們看到了柳暗花明。任國周上街時看到一個燒餅攤旁擺著蜂窩煤爐，頓生聯(lián)想：將碳柱像蜂窩煤一樣上下摞放在火種燈內，下面的碳柱燃盡化成灰，上面的碳柱自動落下來；這樣通過不斷添加碳柱就可保持火種燈不滅，而且排灰問題也能解決。一個大難題就這樣通過生活中的兩個小發(fā)現(xiàn)而迎刃而解。
從海拔８３００米的突擊營地登上珠峰峰頂，大約需要７到８個小時。登山隊員由此提出，珠峰火種燈應至少能保持穩(wěn)定燃燒１４個小時。
為達到這一要求，任國周和同事們反復對碳柱的配方進行試驗，力圖將其燃燒速度降至最低。最終，在他們的努力下，珠峰火種燈裝上５節(jié)５０毫米高的特殊碳柱，實現(xiàn)連續(xù)工作２０個小時。第二次進藏測試時，經改進的珠峰火種燈完全經受住了大風、低溫、低壓的考驗。
追求完美是航天人的品格
在航天科工集團的企業(yè)文化里有這樣一種精神——載人航天精神：特別能吃苦，特別能戰(zhàn)斗，特別能攻關，特別能奉獻。在珠峰特種火炬燃燒系統(tǒng)的設計過程中，航天科工人把這種精神發(fā)揚得淋漓盡致。
研制團隊８０多個人，每個人都承擔著多種職責。父親去世，愛人生孩子，婚期一拖再拖……一些研制人員一邊要處理家庭問題，一邊還要全身心投入到緊張的研制過程中。薛利說，支持大伙兒的正是執(zhí)著的航天精神和奧運情結。
由于研制時間緊，節(jié)假日不休息是家常便飯。一位年輕的研發(fā)人員說：“有好幾個月我們基本上都是在試驗現(xiàn)場和車間里度過的。”有一次，研制團隊對珠峰火炬進行一項關鍵測試。為了節(jié)約上廁所那區(qū)區(qū)幾分鐘的時間，技術人員竟然半天多沒喝過一口水。
奧林匹克運動的格言是“更快、更高、更強”。在中國航天人的身上，也有一股子“精益求精、追求完美”的精神。
２００７年５月，火炬登頂珠峰試驗取得圓滿成功。消息傳來，珠峰大本營內所有人都沉浸在喜悅之中。然而，細心的薛利在欣喜之余發(fā)現(xiàn)，電視畫面上火炬燃燒時火焰不那么漂亮。于是，她暗自琢磨：要是火焰形態(tài)能再好看些就完美了。與此同時，一位電視轉播人員自言自語：要是火炬燃燒的時間能再長一些，那成功拍攝到火炬在珠峰上燃燒的把握性就更大了。言者無心，聽者有意。薛利回到北京后，陷入一種矛盾的心情?！拔覀兊难兄迫藛T已經非常辛苦，我實在不忍心再向他們提額外要求，畢竟我們的火炬已經達到要求了，完全沒必要再給自己找麻煩。”薛利說。但航天人一貫追求完美的品格，最終還是促使她將自己的想法和那位電視臺工作人員的感慨向研制人員和盤托出。
４個多月后，薛利接到了研制團隊打來的電話——問題都解決了。研制人員在對固體燃料的配方進行了１００多次試驗后，終于找到了一種解決途徑，成功地將珠峰火炬的燃燒時間由６分鐘延長至７分半到８分鐘，同時火焰的顏色也比以前更加明亮、飽滿和飄曳。
２００７年１０月，北京奧組委組織召開珠峰特種火炬系統(tǒng)研制評審委員會會議。與會專家認為，科工集團研制的珠峰火炬、珠峰火種燈、引火器等各項技術指標均達到規(guī)定的技術要求，各系統(tǒng)均能滿足火炬登頂珠峰的需要。
消息傳來，眾人頗感欣慰。劉興洲院士自信地說：“就算珠峰再長高幾百米，我們的火炬一樣能夠點燃！”
兩年心血，終于凝成一顆可靠的珠峰火炬航天“芯”，將奧運圣火和中華民族的奧運激情第一次點燃在地球的最高點。
奧運火炬堅強跳動的是一顆航天的“心臟”
——專訪中國航天科工集團副總經理、
北京奧運火炬珠峰傳遞領導小組火炬研發(fā)部部長薛利
新華社北京５月８日電（記者高鵬）２００８年５月８日，北京奧運會火炬珠峰傳遞取得圓滿成功。中國航天科工集團副總經理、北京奧運火炬珠峰傳遞領導小組火炬研發(fā)部部長薛利日前在北京接受新華社記者專訪時表示，奧運火炬在珠峰之巔熊熊燃燒，既是中國航天技術的完美展示，也是“科技奧運”理念的生動體現(xiàn)。
5月8日，北京奧運會火炬珠峰傳遞取得圓滿成功。中國航天科工集團副總經理、北京奧運火炬珠峰傳遞領導小組火炬研發(fā)部部長薛利日前在北京接受新華社記者專訪時表示，奧運火炬在珠峰之巔熊熊燃燒，既是中國航天技術的完美展示，也是“科技奧運”理念的生動體現(xiàn)。圖為2006年12月21日，薛利手舉點燃的火炬留影。 新華社發(fā)
２００６年１月，北京奧組委將珠峰特種火炬燃燒系統(tǒng)的設計攻關項目正式委托給航天科工集團。同年９月，航天科工集團通過競標又拿下了地面火炬燃燒系統(tǒng)的設計任務。
預混火焰與擴散火焰的“雙火焰”、氣相穩(wěn)壓裝置……北京奧運火炬的燃燒系統(tǒng)設計中有多項科技創(chuàng)新。薛利表示，通過參與奧運項目，航天科工集團在技術上的優(yōu)勢充分展現(xiàn)出來。因此，她非常感謝一代又一代航天人所付出的努力和留下的寶貴財富。
“今天小小一把火炬，代表了我們航天５０多年的技術基礎?！彼f，承擔奧運火炬的研制任務代表了航天科工集團的社會地位、實力和競爭力，這個影響可能要遠大于這些項目本身，其影響力也會是持續(xù)不斷的。
奧運火炬不僅凝聚著航天人的聰明才智，更飽含了他們的辛勞。薛利回憶說，剛開始在沒有經費、沒有項目技術經驗、沒有研制隊伍的情況下，大家唯一的感覺就是著急。但第一次內部協(xié)調會給了集團領導層巨大的信心，二院、三院等下屬單位均表示無條件地支持奧運項目。這些單位領導的大力支持，直接促進了研制團隊的組建和研制資金的保障。
接手奧運火炬燃燒系統(tǒng)攻關項目時，也正是航天科工集團承擔國家重點型號任務最忙的時候，怎樣協(xié)調科技奧運項目和重點型號任務之間的關系，成為擺在集團面前的一道難題?！拔覀冎荒茉诒ＷC完成型號任務的同時，擠占休息時間，加班組織奧運項目的攻關，”薛利說，“在奧運火炬燃燒系統(tǒng)的研制過程中，航天人‘國家利益高于一切’的核心價值觀再次得到了充分體現(xiàn)?！?/p>
談到自己的奧運火炬項目研制團隊時，薛利的眼睛濕潤了，時旸、譚邦治、宋欣、于世元、韓玉民、于喜國、董群、劉興洲、薛亮、高炳欣、胡寧生、邵文清、葉中元、胡申林……一大串參與奧運項目的人員名字脫口而出。
薛利說，７年來，雖然經歷了酸甜苦辣，但因為有個好團隊，自己一直幸福著。
２００７年５月，火炬登頂珠峰試驗取得圓滿成功。消息傳來，珠峰大本營內所有人都沉浸在喜悅之中。然而，細心的薛利在欣喜之余發(fā)現(xiàn)，電視畫面上火炬燃燒時火焰不那么漂亮。于是，她暗自琢磨：要是火焰形態(tài)能再好看些就完美了。與此同時，一位電視轉播人員自言自語：要是火炬燃燒的時間能再長一些，那成功拍攝到火炬在珠峰上燃燒的把握性就更大了。言者無心，聽者有意。薛利回到北京后，陷入一種矛盾的心情。“我們的研制人員已經非常辛苦，我實在不忍心再向他們提額外要求，畢竟我們的火炬已經達到要求了，完全沒必要再給自己找麻煩。”薛利說。但航天人一貫追求完美的品格，最終還是促使她將自己的想法和那位電視臺工作人員的感慨向研制人員和盤托出。４個多月后，薛利接到了研制團隊打來的電話——問題都解決了。
圖為2008年3月18日，薛利（左一）手舉火炬在出征儀式上。 新華社發(fā)
講到這些故事，薛利的聲音已有些哽咽：“在第一次已經達到北京奧組委所有要求的情況下，他們又一次次地進行改進。每次這樣的消息傳來，我就有一種感動——航天人怎么這么棒，責任心怎么這樣強！”
今年３月２４日，北京奧運會圣火在希臘奧林匹亞點燃。薛利通過電視觀看了圣火取火儀式。和許多觀看者一樣，她的心情格外激動。她說：“感覺就像自己的心臟在那里跳躍和燃燒，那一刻我真正體會到了‘奧運火、航天心’這六個字豐富而深刻的內涵?！?/p>
接受采訪時，薛利剛剛獲悉自己當選奧運火炬手，并將在珠峰地區(qū)傳遞火炬。激動之余，薛利保持了航天人一貫的謙虛。她說：“許多工作在火炬研制一線的技術人員其實更有資格擔當火炬手。我只不過出了微不足道的一點力，出了一個主意，建了一支隊伍，功勞都是大家的?！?/p>
對于北京奧運火炬，大多數人只會記得其外觀，而對其內部燃燒系統(tǒng)卻知之甚少。薛利對此卻十分坦然，她說：“記不住我們沒關系，重要的是北京奧運會的火炬有我們航天人的貢獻，北京奧運會火炬堅強跳動的是一顆航天的‘心臟’?！?/p>
