北京2022年冬奥会和冬残奥会火炬的设计秉持绿色、可持续理念,力图将艺术设计与科技创新相融合。“飞扬”火炬科技亮点之一是采用氢作为燃料。除了环保属性外,还考虑到冬奥会火炬接力需要在低温的环境中运行,氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用。
火炬的研制过程中解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢,氢能安全利用等多项技术难题。安全可靠性高,可抗风10级,可在极寒天气中使用,减压比高达几百倍。
“飞扬”的第二个技术亮点就是火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料,火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。北京冬奥会火炬由火炬外壳和燃烧装置组成,其中,火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成,呈现出了“轻、固、美”的特点。
“轻”,碳纤维复合材料与相同体积的铝合金比,轻了20%以上;“固”,这一材料具有高强度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、耐紫外线辐射等特点;“美”,应用了具有国际先进水平的三维立体编织成型技术,将高性能纤维编织成目前这样具有复杂形状的优美整体。
高校、科研院所和科创企业协同努力,攻克了一系列难题,解决了碳纤维复合材料在极端条件下的应用瓶颈,实现了火炬外壳在高于800摄氏度的氢气燃烧环境中正常使用,破解了火炬外壳在1000摄氏度高温制备过程中起泡、开裂等难题。
图片来源:北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会官方网站