车间布置设计，保证质量、去除浪费的起点！#六西格玛#
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01
一、车间布置设计的目的与重要性
1、目的：对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。
2、重要性：是工艺设计的重要组成部分，关系整个车间的命运。
3、依据：
①生产工艺流程图；
②物料衡算数据及物料性质、包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法；
③设备资料，包括设备外形尺寸、重量。支撑形式、保温情况极其操作条件，设备一览表等；
④公用系统用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等；
⑤土建资料和劳动安全、防火、防爆资料；
⑥车间组织及定员资料；
⑦厂区总平面布置，包括本车间与其它生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量；
⑧有关布置方面的一些规范资料。
4、组成 ：
①工厂组成：生产车间、辅助车间、动力车间、仓库和堆场部分、三废治理部分、厂前区行政福利部分。
②工厂生产车间的内部组成：
生产、辅助、生活等三部分；
生产部分：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段等；
辅助部分：通风空调室、变电配电室、车间化验室、控制室等；
生活行政部分：其中包括车间办公室、会议室、更衣室、休息室、浴室以及厕所等。
二、车间布置设计的原则与内容
1、车间布置设计的原则
要求：技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。
（1）车间布置应符合生产工艺要求的原则
（2）车间布置应符合生产操作要求的原则
①每一个设备要考虑一定的位置。
②设备布置应考虑为操作工人能管理多台设备或多种设备创造条件。
③设备布置不宜过挤或过松，宜尽量对称紧凑，排列整齐，充分利用空间。
④要考虑相同设备或相似设备互相使用的可能性和方便性
⑤设备的自动测量仪表要集中控制，阀门控制集中，便于工人操作。
（3）车间布置应符合设备安装、检修要求的原则
①根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积；
②满足设备能顺利进出车间的要求；
③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装空；
④考虑设备的检修和拆卸以及运送所需要的起重运输设备。
（4）车间布置应符合厂房建筑要求的原则
①凡笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层；
②有剧烈振动的设备，其操作台不得与建筑物的柱子、墙连在一起；
③设备布置时，要避开建筑的柱子以及主梁；
④厂房操作台要统一考虑；
⑤设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处；
⑥在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门和行人出入；
⑦在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置。
（5）车间布置应符合节约建设投资要求的原则
①可露天或半露天的设备，尽量采用半露天或露天设计；
②厂房采用非高层化设计；
③工艺管道集中布置，减少管线投资和节约能耗；
④尽量采用一般的土建结构；
⑤设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。
（6）车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求
①工厂车间卫生是正常生产的首要环节；
②要为工人操作创造良好的安全卫生条件；
③易燃易爆车间要考虑方便工人疏散和防火灭火措施；
④凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围地面、墙、柱都要采取防护措施。
（7）车间布置应符合生产发展的要求。
2、车间布置设计的内容
车间布置设计的内容可分为厂房布置和设备布置。厂房布置是对整个车间的厂房和各个组成部分，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面布置和安排；设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。
（1）车间布置设计时重点考虑的问题：
①最大限度地满足工艺生产、设备维修的要求
②充分有效地利用本车间的建筑面积和建筑体积
③为将来的发展和厂房扩建留有余地
④劳动安全与工业卫生设计符合有关的规范和规定
⑤与总体设计相配合，力求做到与相关车间连接方便，布置紧凑，运输距离短
⑥避免人流和物流平面交叉
⑦充分注意建厂地区的气象、地质、水文等条件对车间工艺布置的特殊要求
⑧征求和了解其它专业对车间工艺布置的特殊要求
（2）厂房布置：
①厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式，厂房布置主要有平面布置和立面布置
②厂房的平面布置主要是确定厂房面积和柱网布置，包括：生产区域的划分、生产线的组织、厂房面积的组成。
厂房平面布置的要求：
a、合理规划厂房出入门口、通道、楼梯和过桥的位置
b、各种地下建筑物如排水沟、电缆沟、工艺设备管道的地沟、地坑等应统一考虑。合理安排，节约基建工程量，并且避免与建筑物基础及设备基础发生矛盾。
c、厂房平面布置应力求规整。
d、根据生产过程的特点和要求，有些工序需留足必须的储存、堆放面积
e、可在露天设置设备，节约投资
③厂房立面布置即空间布置，主要确定厂房的高度和层数，厂房立面布置应力求简单，避免层数过多和层高过高，厂房的立面布置应注意整齐、美观。
（3）设备布置：
设备布置就是把车间内的各种设备按照工艺流程要求加以定位，除了主机设备外，还包括附属设备，工艺管道，检修设备。
主要设备要与厂房建筑的主要柱网相对定位，设备与设备之间也要相对定位，设备布置主要取决于生产流程和设备安装和操作检修的需要，同时也要考虑其它专业对布置的要求。
设备布置要求：
a、重型设备以及在运转中产生较大振动的设备要有一段间隔
b、工艺管道应尽量集中布置，力求管线最短，转弯最少且布置整齐
c、设备沿墙布置时，应注意不要影响门窗的开启，不妨碍厂房的采光和通风
d、为安装与检修时调运设备或部件或在日常生产中吊运其它物件，通常在楼板上设置吊物孔，各层楼板的吊物孔一般上下对正，可贯通吊运
e、在设备上方不设置永久性起重设施时，应预留足够的空间和面积，以架设临时起重装备。
02
1、车间布置设计的步骤与方法
（1）准备资料
①管道仪表流程图；
②设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况）；
③厂区总平面布置图（包括本车间同其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量）。
④有关规划和标准
（2）确定各工段的布置方式
①露天布置
优点：建筑投资少、用地少省，利于安装和检修，通风、防火、防爆等。化工厂的设备布置优先考虑露天布置。
缺点：操作条件差，自控要求高，受大气影响等。
②室内布置
优点：气候影响小，劳动条件好，适应于小型化工装置、间歇操作、操作频繁、在气温较低的 地区或有特殊要求的设备。
缺点：建筑造价较高。
（3）确定厂房布置和设备布置方案
采用按流程布置和同类设备集中布置的方案。同时注意车间内交通、运输和人行通道以及维修场地与空间的安排。
（4）绘制车间布置草图
将厂房和所有设备按1:100或1：50绘于图上，经反复调整确定最经济合理的方案。
（5）绘制车间设备布置图
2、厂房布置设计
车间整体布局根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形及地址条件，可采用以下两种方式布置：
①规模较小的车间，各工段联系紧密，生产特点无显著差异时，可将车间的生产、辅助、生活部门集中布置在一幢厂房内。
②生产规模较大，各工段生产有显著差异，需要严格分开，应采用分散式厂房。
（1）厂房平面设计方案
①直通（I型）管廊长条布置
②L形、T形管廊布置
③厂房的宽度
•单层厂房不宜超过30m，多层厂房不宜超过24m，常用宽度有9m、12m、14.4 m、15m、18m、24m、30m等。
•单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。
•多层厂房宽度为6m时，可不设柱子，跨度为9m以上时，厂房中间需要立柱，两柱间距离为跨度，常用跨度为6m。
•如宽度为12m、14.4m、15m、18m的厂房，常分为6-6、6-2.4-6、6-3-6、6-6-6的形式。
•一般车间的短边（即宽度）常为2~3跨，长边则根据生产规模及工艺要求决定。
•车间布置还要考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。
（2）厂房立面布置方案
①厂房高度：考虑设备高低、安装位置、检修要求及安全卫生。
②框架或砖混多层厂房，多用 5m、6m，最低≮ 4.5m，每层尽量相同。
③有高温、有毒气体厂房，应适当加高或设置拔风式气楼(天窗)，以利于自然通风，采光及散热。
（3）厂房布置设计注意问题
①厂房设计首先应满足生产工艺的要求，顺应生产工艺的顺序；路线最短，占地最少，投资最低。
②厂房设计时应考虑到重型设备或震动性设备如：压缩机、大型离心机等，尽量布置在底层，在必须布置在楼上时，应布置在梁上。
③操作平台应尽量统一设计，以免平台较多时，平台支柱零乱繁杂，厂房内构筑物过多，占用过多的面积。
④厂房的进出口、通道、楼梯位置要安排好，大门宽度要比最大设备宽出0.2米以上，当设备太高、太宽时，可与土建专业协商，预留安装孔解决，当需要有运输设备进出厂房时，厂房必须有一个门的宽度比满载的运输设备宽0.5米，高0.4米以上。
⑤注意安全，一般层高不宜少于3.2米（单层），楼层、平台要有安全出口。
2、设备布置设计的步骤
（1）熟悉掌握有关图纸、资料 在进行设备布置设计前，通过有关图纸资料（工艺流程图、厂房建筑图、设备一览表等），熟悉工艺过程的特点，设备的种类和数量、设备的工艺特性和主要尺寸、设备安装高低位置的要求、厂房建筑的基本结构等等情况，以便着手设计。
（2）确定厂房的整体布置（分离式或集中式）。根据设备的形状、大小、数量确定厂房的轮廓、跨度、层数、柱间距等。确定生产用厂房及部位。
（3）认真考虑设备布置的原则，应满足各方面的要求。
（4）绘制设备布置草图。从第一层的平面布置入手。先绘出厂房外形轮廓，再在轮廓内进行布置。
在设备较多时用硬纸剪成装置外形，以便随意移动，反复布置，也可采用立体模型布置法。在进行设备布置时，可搞出几个方案，反复评比，选出较理想的方案，绘出设备草图。
（5）绘制正式设备布置图。根据设备布置草图，考虑以下因素加以修改：总管排列的位置，做到管路短而顺；检查各设备基础大小，设备安装、起重、检修的可能性；设备支架的外形、结构，常用设备的安全距离；外管及上、下水管进、出车间的位置；操作平台、局部平台的位置大小等。
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01
一、车间布置设计的目的与重要性
1、目的：对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。
2、重要性：是工艺设计的重要组成部分，关系整个车间的命运。
3、依据：
①生产工艺流程图；
②物料衡算数据及物料性质、包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法；
③设备资料，包括设备外形尺寸、重量。支撑形式、保温情况极其操作条件，设备一览表等；
④公用系统用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等；
⑤土建资料和劳动安全、防火、防爆资料；
⑥车间组织及定员资料；
⑦厂区总平面布置，包括本车间与其它生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量；
⑧有关布置方面的一些规范资料。
4、组成 ：
①工厂组成：生产车间、辅助车间、动力车间、仓库和堆场部分、三废治理部分、厂前区行政福利部分。
②工厂生产车间的内部组成：
生产、辅助、生活等三部分；
生产部分：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段等；
辅助部分：通风空调室、变电配电室、车间化验室、控制室等；
生活行政部分：其中包括车间办公室、会议室、更衣室、休息室、浴室以及厕所等。
二、车间布置设计的原则与内容
1、车间布置设计的原则
要求：技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。
（1）车间布置应符合生产工艺要求的原则
（2）车间布置应符合生产操作要求的原则
①每一个设备要考虑一定的位置。
②设备布置应考虑为操作工人能管理多台设备或多种设备创造条件。
③设备布置不宜过挤或过松，宜尽量对称紧凑，排列整齐，充分利用空间。
④要考虑相同设备或相似设备互相使用的可能性和方便性
⑤设备的自动测量仪表要集中控制，阀门控制集中，便于工人操作。
（3）车间布置应符合设备安装、检修要求的原则
①根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积；
②满足设备能顺利进出车间的要求；
③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装空；
④考虑设备的检修和拆卸以及运送所需要的起重运输设备。
（4）车间布置应符合厂房建筑要求的原则
①凡笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层；
②有剧烈振动的设备，其操作台不得与建筑物的柱子、墙连在一起；
③设备布置时，要避开建筑的柱子以及主梁；
④厂房操作台要统一考虑；
⑤设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处；
⑥在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门和行人出入；
⑦在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置。
（5）车间布置应符合节约建设投资要求的原则
①可露天或半露天的设备，尽量采用半露天或露天设计；
②厂房采用非高层化设计；
③工艺管道集中布置，减少管线投资和节约能耗；
④尽量采用一般的土建结构；
⑤设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。
（6）车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求
①工厂车间卫生是正常生产的首要环节；
②要为工人操作创造良好的安全卫生条件；
③易燃易爆车间要考虑方便工人疏散和防火灭火措施；
④凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围地面、墙、柱都要采取防护措施。
（7）车间布置应符合生产发展的要求。
2、车间布置设计的内容
车间布置设计的内容可分为厂房布置和设备布置。厂房布置是对整个车间的厂房和各个组成部分，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面布置和安排；设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。
（1）车间布置设计时重点考虑的问题：
①最大限度地满足工艺生产、设备维修的要求
②充分有效地利用本车间的建筑面积和建筑体积
③为将来的发展和厂房扩建留有余地
④劳动安全与工业卫生设计符合有关的规范和规定
⑤与总体设计相配合，力求做到与相关车间连接方便，布置紧凑，运输距离短
⑥避免人流和物流平面交叉
⑦充分注意建厂地区的气象、地质、水文等条件对车间工艺布置的特殊要求
⑧征求和了解其它专业对车间工艺布置的特殊要求
（2）厂房布置：
①厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式，厂房布置主要有平面布置和立面布置
②厂房的平面布置主要是确定厂房面积和柱网布置，包括：生产区域的划分、生产线的组织、厂房面积的组成。
厂房平面布置的要求：
a、合理规划厂房出入门口、通道、楼梯和过桥的位置
b、各种地下建筑物如排水沟、电缆沟、工艺设备管道的地沟、地坑等应统一考虑。合理安排，节约基建工程量，并且避免与建筑物基础及设备基础发生矛盾。
c、厂房平面布置应力求规整。
d、根据生产过程的特点和要求，有些工序需留足必须的储存、堆放面积
e、可在露天设置设备，节约投资
③厂房立面布置即空间布置，主要确定厂房的高度和层数，厂房立面布置应力求简单，避免层数过多和层高过高，厂房的立面布置应注意整齐、美观。
（3）设备布置：
设备布置就是把车间内的各种设备按照工艺流程要求加以定位，除了主机设备外，还包括附属设备，工艺管道，检修设备。
主要设备要与厂房建筑的主要柱网相对定位，设备与设备之间也要相对定位，设备布置主要取决于生产流程和设备安装和操作检修的需要，同时也要考虑其它专业对布置的要求。
设备布置要求：
a、重型设备以及在运转中产生较大振动的设备要有一段间隔
b、工艺管道应尽量集中布置，力求管线最短，转弯最少且布置整齐
c、设备沿墙布置时，应注意不要影响门窗的开启，不妨碍厂房的采光和通风
d、为安装与检修时调运设备或部件或在日常生产中吊运其它物件，通常在楼板上设置吊物孔，各层楼板的吊物孔一般上下对正，可贯通吊运
e、在设备上方不设置永久性起重设施时，应预留足够的空间和面积，以架设临时起重装备。
02
1、车间布置设计的步骤与方法
（1）准备资料
①管道仪表流程图；
②设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况）；
③厂区总平面布置图（包括本车间同其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量）。
④有关规划和标准
（2）确定各工段的布置方式
①露天布置
优点：建筑投资少、用地少省，利于安装和检修，通风、防火、防爆等。化工厂的设备布置优先考虑露天布置。
缺点：操作条件差，自控要求高，受大气影响等。
②室内布置
优点：气候影响小，劳动条件好，适应于小型化工装置、间歇操作、操作频繁、在气温较低的 地区或有特殊要求的设备。
缺点：建筑造价较高。
（3）确定厂房布置和设备布置方案
采用按流程布置和同类设备集中布置的方案。同时注意车间内交通、运输和人行通道以及维修场地与空间的安排。
（4）绘制车间布置草图
将厂房和所有设备按1:100或1：50绘于图上，经反复调整确定最经济合理的方案。
（5）绘制车间设备布置图
2、厂房布置设计
车间整体布局根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形及地址条件，可采用以下两种方式布置：
①规模较小的车间，各工段联系紧密，生产特点无显著差异时，可将车间的生产、辅助、生活部门集中布置在一幢厂房内。
②生产规模较大，各工段生产有显著差异，需要严格分开，应采用分散式厂房。
（1）厂房平面设计方案
①直通（I型）管廊长条布置
②L形、T形管廊布置
③厂房的宽度
•单层厂房不宜超过30m，多层厂房不宜超过24m，常用宽度有9m、12m、14.4 m、15m、18m、24m、30m等。
•单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。
•多层厂房宽度为6m时，可不设柱子，跨度为9m以上时，厂房中间需要立柱，两柱间距离为跨度，常用跨度为6m。
•如宽度为12m、14.4m、15m、18m的厂房，常分为6-6、6-2.4-6、6-3-6、6-6-6的形式。
•一般车间的短边（即宽度）常为2~3跨，长边则根据生产规模及工艺要求决定。
•车间布置还要考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。
（2）厂房立面布置方案
①厂房高度：考虑设备高低、安装位置、检修要求及安全卫生。
②框架或砖混多层厂房，多用 5m、6m，最低≮ 4.5m，每层尽量相同。
③有高温、有毒气体厂房，应适当加高或设置拔风式气楼(天窗)，以利于自然通风，采光及散热。
（3）厂房布置设计注意问题
①厂房设计首先应满足生产工艺的要求，顺应生产工艺的顺序；路线最短，占地最少，投资最低。
②厂房设计时应考虑到重型设备或震动性设备如：压缩机、大型离心机等，尽量布置在底层，在必须布置在楼上时，应布置在梁上。
③操作平台应尽量统一设计，以免平台较多时，平台支柱零乱繁杂，厂房内构筑物过多，占用过多的面积。
④厂房的进出口、通道、楼梯位置要安排好，大门宽度要比最大设备宽出0.2米以上，当设备太高、太宽时，可与土建专业协商，预留安装孔解决，当需要有运输设备进出厂房时，厂房必须有一个门的宽度比满载的运输设备宽0.5米，高0.4米以上。
⑤注意安全，一般层高不宜少于3.2米（单层），楼层、平台要有安全出口。
2、设备布置设计的步骤
（1）熟悉掌握有关图纸、资料 在进行设备布置设计前，通过有关图纸资料（工艺流程图、厂房建筑图、设备一览表等），熟悉工艺过程的特点，设备的种类和数量、设备的工艺特性和主要尺寸、设备安装高低位置的要求、厂房建筑的基本结构等等情况，以便着手设计。
（2）确定厂房的整体布置（分离式或集中式）。根据设备的形状、大小、数量确定厂房的轮廓、跨度、层数、柱间距等。确定生产用厂房及部位。
（3）认真考虑设备布置的原则，应满足各方面的要求。
（4）绘制设备布置草图。从第一层的平面布置入手。先绘出厂房外形轮廓，再在轮廓内进行布置。
在设备较多时用硬纸剪成装置外形，以便随意移动，反复布置，也可采用立体模型布置法。在进行设备布置时，可搞出几个方案，反复评比，选出较理想的方案，绘出设备草图。
（5）绘制正式设备布置图。根据设备布置草图，考虑以下因素加以修改：总管排列的位置，做到管路短而顺；检查各设备基础大小，设备安装、起重、检修的可能性；设备支架的外形、结构，常用设备的安全距离；外管及上、下水管进、出车间的位置；操作平台、局部平台的位置大小等。
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【航天六院火炬研制团队揭秘北京冬奥会火炬背后的秘密：主火炬点火没有引燃过程，为奥运会历史上百年首创】#北京冬奥会开幕式##北京冬奥会主火炬没有引燃过程为奥运会历史首创# 奥运会火炬一直都备受瞩目，这次北京冬奥会有手持火炬、主火炬、场外火炬三种。据航天科技集团六院专家介绍，为适应奥运火炬绿色环保、清洁的发展趋势以及科技奥运的发展方向，这次全部采用氢气作为燃料。虽然2020年夏季奥运会上日本已首次采用了氢为燃料的火炬，但这次采用的是高压储氢火炬，也是世界首套高压储氢火炬，首次实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。
奥运火炬从最初的镁块，逐渐演化成丙烷，再到本届冬奥会的无污染零碳排放的氢气，充分体现了这届冬奥会的绿色环保和科技理念，体现了我国的科技实力。
为了用氢气做燃料，总部位于西安的航天科技集团六院11所（京）和六院101所组成的六院火炬研制团队用两年时间攻克了一个又一个难关，在奥运会火炬的历史上画上了浓墨重彩的一笔。
1、手持火炬：无惧零下40℃低温和十级狂风
作为奥运会前最重要仪式之一的奥运圣火传递，要穿越高山，穿越不同环境的城市，经历冬季特有的低温、大风，甚至是雨雪交加的情况。在这样的环境下火炬是怎么做到不熄灭的呢？六院专家介绍，这和手持火炬的内部核心装置有关。
本届冬奥会的手持火炬真正体现了外壳艺术性，内核技术性的特点。因为氢气虽然绿色环保无污染，但也存在易爆炸、易泄露、泄露时无色无味不好发现的“缺点”。而要达到5分钟稳定燃烧，也需要很强的技术性。手持火炬采用高压储氢方案，内核由三部分组成，从底部到顶部分别是气瓶、控氢阀和燃烧器。其中，控氢阀和燃烧器都是由六院11所（京）攻关研制，气瓶（氢燃料储存装置）则由六院101所研制。在攻关过程中，六院研制团队解决了氢火焰可视性、复杂曲面适应性、大比例减压、氢安全利用、氢燃料储存等多个难题，让世界首套的高压储氢火炬具有了优秀的环境适应性能。
控氢阀是安装在气瓶口的一种组合阀门，作用主要是将气瓶内的高压氢气减压稳压到需求的出口压力，配备瓶口阀允许气瓶充气，防止气瓶排气，并且自带开关，能控制气瓶通气和断气。研制团队为了让控氢阀能适应北方冬季寒冷的气候，让控氢阀接受了-30℃的考验。同时为配合“飞扬”充满生机的流线外表以及飞扬的火焰外形，在有限的空间和重量要求下，还对控氢阀进行了“瘦身”，腾出空间给气瓶确保火焰的大流量。为保证可靠性，控氢阀在设计出厂时经过了气密封试验、寿命试验、水压试验等等十七八种、上百次试验。
火炬能在各种环境下燃烧，离不开燃烧器。设计燃烧器的时候，研制团队首先要满足“飞扬”复杂曲面特征的结构要求、火焰形态及火焰稳定性的要求。为了满足这些要求，研制团队把燃烧器依据曲面造型的要求进行了结构设计，建立燃烧器喷口直径、喷口流量与火焰形态的关系，并以此控制火焰的形态。同时，在给燃烧器建立火焰稳定性的设计方法时，巧妙的利用飞扬的曲面，构建了一种钝体稳定结构，把火焰根部很好的保护起来，降低了外界环境对燃烧的影响。因为氢气燃烧时火焰是无色，所以燃烧器的出口处也经过了特殊设计。六院研制团队在出口处给燃烧器安装了一件格栅，在这个格栅表面喷涂碱金属，通过把温度提高到650℃以上，实现焰色可视性。这种基于焰色反应原理的氢气火焰颜色控制方法是研发团队的创新打造，通过配方和涂装方法可以实现不同颜色的火焰。
随着研制团队对技术的不断迭代优化和多次严密的火炬测试，火炬经过了严苛的考验，能够经受各种极端条件的挑战，不惧天气变化、海拔高度和意外掉落。本届冬奥会的火炬通过火炬综合环境模拟试验平台进行了测试。火炬在低温-40℃的极寒环境、直面时速高达100km/h的十级狂风、行进中50mm/h的雨雪天气等情况下经受了测试。此外，火炬还从2米高的高度被丢向地面，并在阵风时速超过65km/h的模拟环境中经受了5000m以上的高海拔测试。为了完成这一系列的测试，研制团队进行了300多次的可靠性试验。
2、主火炬：“微火+显屏”的创意形式，实现“火”与“舞美”完美融合
六院专家介绍，本届冬奥会上的主火炬与以往历届主火炬在视觉效果上有很大差别，因为研制团队采用的是“微火+显屏”创意形式，利用悬挂在威亚上的执行机构和地面装置的流畅配合完成主火炬在40米高空的360度旋转，实现了“火”与“舞美”的完美融合。
另外这次和以往的主火炬相比还有一个很大的不一样：那就是最后一棒的火炬手并没有去点火，而是直接把手持火炬插接在了主火炬身上，实现了火焰的无缝连接，没有引燃的过程。这样的点火方式是奥运会历史上百年首创，达到了节能的效果，与以往熊熊燃烧的火炬相比，比它们大约节省了99.9%的能量，充分体现了低碳环保的理念，体现了中国人的文化自信。
主火炬的造型是由小雪花和橄榄枝组成。每一片小雪花、每一个枝头上都是采用全彩LED 直显屏，每一个发光点的颜色、亮度都是可以独立控制的，4.8mm的出光点实现了灯光图案细腻的多彩变化。
要实现这么高的颜值，是需要过硬的技术支撑的。研制团队在设计的时候 “斤斤计较”，既要展现主火炬的轻盈，又要实现整体结构的稳定性，在材料的选择上选用铝合金材质，重量只有钢材质的1/3，实现了轻量化的要求。同时，为了达到8小时360度旋转时高效稳定的燃烧，采用了航天氢氧发动机的燃烧技术，有大国重器上的高端技术加持，保证了主火炬不熄火、不回火、不脱火。
主火炬的头顶上有一个长方形的黑色盒子，这个黑盒子叫姿态调节执行机构，它吊挂在威亚小车上，由小车带着它移动到中心位置，放下钢丝绳和电缆与主火炬相连，通过先进的姿态控制技术，配合地面装置完成我一系列的翻转、提升和旋转。姿态调节执行机构里面藏着燃料供应系统的氢气滑环、柔性软管和撬装氢气系统。被称为“生命之管”的软管作用就是将气瓶中的氢气输送到火炬中心，支撑主火炬的燃烧。滑环的作用是实现运动状态下氢气的连续稳定供应。撬装氢气系统是一个集成系统，内含气罐、两路减压系统、电磁阀，主要作用是实现气体的稳定供应。
在设计这个黑盒子时，研制团队通过应用氢氧发动机氢燃料加注及推进技术，实现了可卷伸氢气管道、可卷伸电缆、可卷伸控制线缆和快速对接装置，实现氢、电、控制信号在特殊表演场景下的连续、稳定、可靠供应与传输，和着主火炬的节拍一起上下伸展。
在主火炬的脚下，还有一个国内首创的高科技舞台秀作品——地面装置。隐藏在舞台中的它，在需要的时候可以把主火炬翻转45°，在翻转过程中台阶踏步机构横空而起，将主火炬和地面连接起来。
研制团队充分发挥航天工程研发管理经验，开展了故障模式、影响及危害性分析和故障树分析，关键环节冗余设计，通过全流程综合试验测试，解决了柔性环境条件下的运动控制、长周期稳定燃烧、减稳压控制、安全应用等难题，实现了主火炬复杂系统的安全可靠使用。
3、场外火炬：内外双转台相互支撑，完成各自独立旋转和同步旋转
六院专家介绍，场外火炬是“三胞胎”，分布在各场馆外。
观众看到的是飘带和雪花，实际上在地面下还有一个隐藏的与场内的主火炬完全不一样的转台装置，以带动形成内外不同的旋转效果，呈现出视觉上的美感。
转台装置最关键的两部分是外转台和内转台。场外火炬的飘带是安装在外转台上的，它会随着外转台一起旋转；而场外火炬的主火炬雪花是安装在内转台上的，它随着内转台一起旋转。这样的双转台通过一个中间构件相互支撑完成各自的独立旋转和同步旋转，这也是目前市场上的首例。
正是这种种技术支持，保障了以氢气为燃料的火炬完美亮相。同样承载着“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神的氢燃料火炬，在世界人民面前再一次展示了中国的科技实力，向世界广泛传播了绿色奥运、科技奥运的理念，翻开了体育史乃至科技史上的崭新篇章。
华商报记者 马虎振 通讯员 马丽娜 https://t.cn/R7cb2tR
奥运火炬从最初的镁块，逐渐演化成丙烷，再到本届冬奥会的无污染零碳排放的氢气，充分体现了这届冬奥会的绿色环保和科技理念，体现了我国的科技实力。
为了用氢气做燃料，总部位于西安的航天科技集团六院11所（京）和六院101所组成的六院火炬研制团队用两年时间攻克了一个又一个难关，在奥运会火炬的历史上画上了浓墨重彩的一笔。
1、手持火炬：无惧零下40℃低温和十级狂风
作为奥运会前最重要仪式之一的奥运圣火传递，要穿越高山，穿越不同环境的城市，经历冬季特有的低温、大风，甚至是雨雪交加的情况。在这样的环境下火炬是怎么做到不熄灭的呢？六院专家介绍，这和手持火炬的内部核心装置有关。
本届冬奥会的手持火炬真正体现了外壳艺术性，内核技术性的特点。因为氢气虽然绿色环保无污染，但也存在易爆炸、易泄露、泄露时无色无味不好发现的“缺点”。而要达到5分钟稳定燃烧，也需要很强的技术性。手持火炬采用高压储氢方案，内核由三部分组成，从底部到顶部分别是气瓶、控氢阀和燃烧器。其中，控氢阀和燃烧器都是由六院11所（京）攻关研制，气瓶（氢燃料储存装置）则由六院101所研制。在攻关过程中，六院研制团队解决了氢火焰可视性、复杂曲面适应性、大比例减压、氢安全利用、氢燃料储存等多个难题，让世界首套的高压储氢火炬具有了优秀的环境适应性能。
控氢阀是安装在气瓶口的一种组合阀门，作用主要是将气瓶内的高压氢气减压稳压到需求的出口压力，配备瓶口阀允许气瓶充气，防止气瓶排气，并且自带开关，能控制气瓶通气和断气。研制团队为了让控氢阀能适应北方冬季寒冷的气候，让控氢阀接受了-30℃的考验。同时为配合“飞扬”充满生机的流线外表以及飞扬的火焰外形，在有限的空间和重量要求下，还对控氢阀进行了“瘦身”，腾出空间给气瓶确保火焰的大流量。为保证可靠性，控氢阀在设计出厂时经过了气密封试验、寿命试验、水压试验等等十七八种、上百次试验。
火炬能在各种环境下燃烧，离不开燃烧器。设计燃烧器的时候，研制团队首先要满足“飞扬”复杂曲面特征的结构要求、火焰形态及火焰稳定性的要求。为了满足这些要求，研制团队把燃烧器依据曲面造型的要求进行了结构设计，建立燃烧器喷口直径、喷口流量与火焰形态的关系，并以此控制火焰的形态。同时，在给燃烧器建立火焰稳定性的设计方法时，巧妙的利用飞扬的曲面，构建了一种钝体稳定结构，把火焰根部很好的保护起来，降低了外界环境对燃烧的影响。因为氢气燃烧时火焰是无色，所以燃烧器的出口处也经过了特殊设计。六院研制团队在出口处给燃烧器安装了一件格栅，在这个格栅表面喷涂碱金属，通过把温度提高到650℃以上，实现焰色可视性。这种基于焰色反应原理的氢气火焰颜色控制方法是研发团队的创新打造，通过配方和涂装方法可以实现不同颜色的火焰。
随着研制团队对技术的不断迭代优化和多次严密的火炬测试，火炬经过了严苛的考验，能够经受各种极端条件的挑战，不惧天气变化、海拔高度和意外掉落。本届冬奥会的火炬通过火炬综合环境模拟试验平台进行了测试。火炬在低温-40℃的极寒环境、直面时速高达100km/h的十级狂风、行进中50mm/h的雨雪天气等情况下经受了测试。此外，火炬还从2米高的高度被丢向地面，并在阵风时速超过65km/h的模拟环境中经受了5000m以上的高海拔测试。为了完成这一系列的测试，研制团队进行了300多次的可靠性试验。
2、主火炬：“微火+显屏”的创意形式，实现“火”与“舞美”完美融合
六院专家介绍，本届冬奥会上的主火炬与以往历届主火炬在视觉效果上有很大差别，因为研制团队采用的是“微火+显屏”创意形式，利用悬挂在威亚上的执行机构和地面装置的流畅配合完成主火炬在40米高空的360度旋转，实现了“火”与“舞美”的完美融合。
另外这次和以往的主火炬相比还有一个很大的不一样：那就是最后一棒的火炬手并没有去点火，而是直接把手持火炬插接在了主火炬身上，实现了火焰的无缝连接，没有引燃的过程。这样的点火方式是奥运会历史上百年首创，达到了节能的效果，与以往熊熊燃烧的火炬相比，比它们大约节省了99.9%的能量，充分体现了低碳环保的理念，体现了中国人的文化自信。
主火炬的造型是由小雪花和橄榄枝组成。每一片小雪花、每一个枝头上都是采用全彩LED 直显屏，每一个发光点的颜色、亮度都是可以独立控制的，4.8mm的出光点实现了灯光图案细腻的多彩变化。
要实现这么高的颜值，是需要过硬的技术支撑的。研制团队在设计的时候 “斤斤计较”，既要展现主火炬的轻盈，又要实现整体结构的稳定性，在材料的选择上选用铝合金材质，重量只有钢材质的1/3，实现了轻量化的要求。同时，为了达到8小时360度旋转时高效稳定的燃烧，采用了航天氢氧发动机的燃烧技术，有大国重器上的高端技术加持，保证了主火炬不熄火、不回火、不脱火。
主火炬的头顶上有一个长方形的黑色盒子，这个黑盒子叫姿态调节执行机构，它吊挂在威亚小车上，由小车带着它移动到中心位置，放下钢丝绳和电缆与主火炬相连，通过先进的姿态控制技术，配合地面装置完成我一系列的翻转、提升和旋转。姿态调节执行机构里面藏着燃料供应系统的氢气滑环、柔性软管和撬装氢气系统。被称为“生命之管”的软管作用就是将气瓶中的氢气输送到火炬中心，支撑主火炬的燃烧。滑环的作用是实现运动状态下氢气的连续稳定供应。撬装氢气系统是一个集成系统，内含气罐、两路减压系统、电磁阀，主要作用是实现气体的稳定供应。
在设计这个黑盒子时，研制团队通过应用氢氧发动机氢燃料加注及推进技术，实现了可卷伸氢气管道、可卷伸电缆、可卷伸控制线缆和快速对接装置，实现氢、电、控制信号在特殊表演场景下的连续、稳定、可靠供应与传输，和着主火炬的节拍一起上下伸展。
在主火炬的脚下，还有一个国内首创的高科技舞台秀作品——地面装置。隐藏在舞台中的它，在需要的时候可以把主火炬翻转45°，在翻转过程中台阶踏步机构横空而起，将主火炬和地面连接起来。
研制团队充分发挥航天工程研发管理经验，开展了故障模式、影响及危害性分析和故障树分析，关键环节冗余设计，通过全流程综合试验测试，解决了柔性环境条件下的运动控制、长周期稳定燃烧、减稳压控制、安全应用等难题，实现了主火炬复杂系统的安全可靠使用。
3、场外火炬：内外双转台相互支撑，完成各自独立旋转和同步旋转
六院专家介绍，场外火炬是“三胞胎”，分布在各场馆外。
观众看到的是飘带和雪花，实际上在地面下还有一个隐藏的与场内的主火炬完全不一样的转台装置，以带动形成内外不同的旋转效果，呈现出视觉上的美感。
转台装置最关键的两部分是外转台和内转台。场外火炬的飘带是安装在外转台上的，它会随着外转台一起旋转；而场外火炬的主火炬雪花是安装在内转台上的，它随着内转台一起旋转。这样的双转台通过一个中间构件相互支撑完成各自的独立旋转和同步旋转，这也是目前市场上的首例。
正是这种种技术支持，保障了以氢气为燃料的火炬完美亮相。同样承载着“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神的氢燃料火炬，在世界人民面前再一次展示了中国的科技实力，向世界广泛传播了绿色奥运、科技奥运的理念，翻开了体育史乃至科技史上的崭新篇章。
华商报记者 马虎振 通讯员 马丽娜 https://t.cn/R7cb2tR
#老马新观察[超话]#【航天六院火炬研制团队揭秘北京冬奥会火炬背后的秘密：主火炬点火没有引燃过程，为奥运会历史上百年首创】#北京冬奥会开幕式##北京冬奥会主火炬没有引燃过程为奥运会历史首创# 奥运会火炬一直都备受瞩目，这次北京冬奥会有手持火炬、主火炬、场外火炬三种。据航天科技集团六院专家介绍，为适应奥运火炬绿色环保、清洁的发展趋势以及科技奥运的发展方向，这次全部采用氢气作为燃料。虽然2020年夏季奥运会上日本已首次采用了氢为燃料的火炬，但这次采用的是高压储氢火炬，也是世界首套高压储氢火炬，首次实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。
奥运火炬从最初的镁块，逐渐演化成丙烷，再到本届冬奥会的无污染零碳排放的氢气，充分体现了这届冬奥会的绿色环保和科技理念，体现了我国的科技实力。
为了用氢气做燃料，总部位于西安的航天科技集团六院11所（京）和六院101所组成的六院火炬研制团队用两年时间攻克了一个又一个难关，在奥运会火炬的历史上画上了浓墨重彩的一笔。
1、手持火炬：无惧零下40℃低温和十级狂风
作为奥运会前最重要仪式之一的奥运圣火传递，要穿越高山，穿越不同环境的城市，经历冬季特有的低温、大风，甚至是雨雪交加的情况。在这样的环境下火炬是怎么做到不熄灭的呢？六院专家介绍，这和手持火炬的内部核心装置有关。
本届冬奥会的手持火炬真正体现了外壳艺术性，内核技术性的特点。因为氢气虽然绿色环保无污染，但也存在易爆炸、易泄露、泄露时无色无味不好发现的“缺点”。而要达到5分钟稳定燃烧，也需要很强的技术性。手持火炬采用高压储氢方案，内核由三部分组成，从底部到顶部分别是气瓶、控氢阀和燃烧器。其中，控氢阀和燃烧器都是由六院11所（京）攻关研制，气瓶（氢燃料储存装置）则由六院101所研制。在攻关过程中，六院研制团队解决了氢火焰可视性、复杂曲面适应性、大比例减压、氢安全利用、氢燃料储存等多个难题，让世界首套的高压储氢火炬具有了优秀的环境适应性能。
控氢阀是安装在气瓶口的一种组合阀门，作用主要是将气瓶内的高压氢气减压稳压到需求的出口压力，配备瓶口阀允许气瓶充气，防止气瓶排气，并且自带开关，能控制气瓶通气和断气。研制团队为了让控氢阀能适应北方冬季寒冷的气候，让控氢阀接受了-30℃的考验。同时为配合“飞扬”充满生机的流线外表以及飞扬的火焰外形，在有限的空间和重量要求下，还对控氢阀进行了“瘦身”，腾出空间给气瓶确保火焰的大流量。为保证可靠性，控氢阀在设计出厂时经过了气密封试验、寿命试验、水压试验等等十七八种、上百次试验。
火炬能在各种环境下燃烧，离不开燃烧器。设计燃烧器的时候，研制团队首先要满足“飞扬”复杂曲面特征的结构要求、火焰形态及火焰稳定性的要求。为了满足这些要求，研制团队把燃烧器依据曲面造型的要求进行了结构设计，建立燃烧器喷口直径、喷口流量与火焰形态的关系，并以此控制火焰的形态。同时，在给燃烧器建立火焰稳定性的设计方法时，巧妙的利用飞扬的曲面，构建了一种钝体稳定结构，把火焰根部很好的保护起来，降低了外界环境对燃烧的影响。因为氢气燃烧时火焰是无色，所以燃烧器的出口处也经过了特殊设计。六院研制团队在出口处给燃烧器安装了一件格栅，在这个格栅表面喷涂碱金属，通过把温度提高到650℃以上，实现焰色可视性。这种基于焰色反应原理的氢气火焰颜色控制方法是研发团队的创新打造，通过配方和涂装方法可以实现不同颜色的火焰。
随着研制团队对技术的不断迭代优化和多次严密的火炬测试，火炬经过了严苛的考验，能够经受各种极端条件的挑战，不惧天气变化、海拔高度和意外掉落。本届冬奥会的火炬通过火炬综合环境模拟试验平台进行了测试。火炬在低温-40℃的极寒环境、直面时速高达100km/h的十级狂风、行进中50mm/h的雨雪天气等情况下经受了测试。此外，火炬还从2米高的高度被丢向地面，并在阵风时速超过65km/h的模拟环境中经受了5000m以上的高海拔测试。为了完成这一系列的测试，研制团队进行了300多次的可靠性试验。
2、主火炬：“微火+显屏”的创意形式，实现“火”与“舞美”完美融合
六院专家介绍，本届冬奥会上的主火炬与以往历届主火炬在视觉效果上有很大差别，因为研制团队采用的是“微火+显屏”创意形式，利用悬挂在威亚上的执行机构和地面装置的流畅配合完成主火炬在40米高空的360度旋转，实现了“火”与“舞美”的完美融合。
另外这次和以往的主火炬相比还有一个很大的不一样：那就是最后一棒的火炬手并没有去点火，而是直接把手持火炬插接在了主火炬身上，实现了火焰的无缝连接，没有引燃的过程。这样的点火方式是奥运会历史上百年首创，达到了节能的效果，与以往熊熊燃烧的火炬相比，比它们大约节省了99.9%的能量，充分体现了低碳环保的理念，体现了中国人的文化自信。
主火炬的造型是由小雪花和橄榄枝组成。每一片小雪花、每一个枝头上都是采用全彩LED 直显屏，每一个发光点的颜色、亮度都是可以独立控制的，4.8mm的出光点实现了灯光图案细腻的多彩变化。
要实现这么高的颜值，是需要过硬的技术支撑的。研制团队在设计的时候 “斤斤计较”，既要展现主火炬的轻盈，又要实现整体结构的稳定性，在材料的选择上选用铝合金材质，重量只有钢材质的1/3，实现了轻量化的要求。同时，为了达到8小时360度旋转时高效稳定的燃烧，采用了航天氢氧发动机的燃烧技术，有大国重器上的高端技术加持，保证了主火炬不熄火、不回火、不脱火。
主火炬的头顶上有一个长方形的黑色盒子，这个黑盒子叫姿态调节执行机构，它吊挂在威亚小车上，由小车带着它移动到中心位置，放下钢丝绳和电缆与主火炬相连，通过先进的姿态控制技术，配合地面装置完成我一系列的翻转、提升和旋转。姿态调节执行机构里面藏着燃料供应系统的氢气滑环、柔性软管和撬装氢气系统。被称为“生命之管”的软管作用就是将气瓶中的氢气输送到火炬中心，支撑主火炬的燃烧。滑环的作用是实现运动状态下氢气的连续稳定供应。撬装氢气系统是一个集成系统，内含气罐、两路减压系统、电磁阀，主要作用是实现气体的稳定供应。
在设计这个黑盒子时，研制团队通过应用氢氧发动机氢燃料加注及推进技术，实现了可卷伸氢气管道、可卷伸电缆、可卷伸控制线缆和快速对接装置，实现氢、电、控制信号在特殊表演场景下的连续、稳定、可靠供应与传输，和着主火炬的节拍一起上下伸展。
在主火炬的脚下，还有一个国内首创的高科技舞台秀作品——地面装置。隐藏在舞台中的它，在需要的时候可以把主火炬翻转45°，在翻转过程中台阶踏步机构横空而起，将主火炬和地面连接起来。
研制团队充分发挥航天工程研发管理经验，开展了故障模式、影响及危害性分析和故障树分析，关键环节冗余设计，通过全流程综合试验测试，解决了柔性环境条件下的运动控制、长周期稳定燃烧、减稳压控制、安全应用等难题，实现了主火炬复杂系统的安全可靠使用。
3、场外火炬：内外双转台相互支撑，完成各自独立旋转和同步旋转
六院专家介绍，场外火炬是“三胞胎”，分布在各场馆外。
观众看到的是飘带和雪花，实际上在地面下还有一个隐藏的与场内的主火炬完全不一样的转台装置，以带动形成内外不同的旋转效果，呈现出视觉上的美感。
转台装置最关键的两部分是外转台和内转台。场外火炬的飘带是安装在外转台上的，它会随着外转台一起旋转；而场外火炬的主火炬雪花是安装在内转台上的，它随着内转台一起旋转。这样的双转台通过一个中间构件相互支撑完成各自的独立旋转和同步旋转，这也是目前市场上的首例。
正是这种种技术支持，保障了以氢气为燃料的火炬完美亮相。同样承载着“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神的氢燃料火炬，在世界人民面前再一次展示了中国的科技实力，向世界广泛传播了绿色奥运、科技奥运的理念，翻开了体育史乃至科技史上的崭新篇章。
华商报记者 马虎振 通讯员 马丽娜 https://t.cn/R2WxdDX
奥运火炬从最初的镁块，逐渐演化成丙烷，再到本届冬奥会的无污染零碳排放的氢气，充分体现了这届冬奥会的绿色环保和科技理念，体现了我国的科技实力。
为了用氢气做燃料，总部位于西安的航天科技集团六院11所（京）和六院101所组成的六院火炬研制团队用两年时间攻克了一个又一个难关，在奥运会火炬的历史上画上了浓墨重彩的一笔。
1、手持火炬：无惧零下40℃低温和十级狂风
作为奥运会前最重要仪式之一的奥运圣火传递，要穿越高山，穿越不同环境的城市，经历冬季特有的低温、大风，甚至是雨雪交加的情况。在这样的环境下火炬是怎么做到不熄灭的呢？六院专家介绍，这和手持火炬的内部核心装置有关。
本届冬奥会的手持火炬真正体现了外壳艺术性，内核技术性的特点。因为氢气虽然绿色环保无污染，但也存在易爆炸、易泄露、泄露时无色无味不好发现的“缺点”。而要达到5分钟稳定燃烧，也需要很强的技术性。手持火炬采用高压储氢方案，内核由三部分组成，从底部到顶部分别是气瓶、控氢阀和燃烧器。其中，控氢阀和燃烧器都是由六院11所（京）攻关研制，气瓶（氢燃料储存装置）则由六院101所研制。在攻关过程中，六院研制团队解决了氢火焰可视性、复杂曲面适应性、大比例减压、氢安全利用、氢燃料储存等多个难题，让世界首套的高压储氢火炬具有了优秀的环境适应性能。
控氢阀是安装在气瓶口的一种组合阀门，作用主要是将气瓶内的高压氢气减压稳压到需求的出口压力，配备瓶口阀允许气瓶充气，防止气瓶排气，并且自带开关，能控制气瓶通气和断气。研制团队为了让控氢阀能适应北方冬季寒冷的气候，让控氢阀接受了-30℃的考验。同时为配合“飞扬”充满生机的流线外表以及飞扬的火焰外形，在有限的空间和重量要求下，还对控氢阀进行了“瘦身”，腾出空间给气瓶确保火焰的大流量。为保证可靠性，控氢阀在设计出厂时经过了气密封试验、寿命试验、水压试验等等十七八种、上百次试验。
火炬能在各种环境下燃烧，离不开燃烧器。设计燃烧器的时候，研制团队首先要满足“飞扬”复杂曲面特征的结构要求、火焰形态及火焰稳定性的要求。为了满足这些要求，研制团队把燃烧器依据曲面造型的要求进行了结构设计，建立燃烧器喷口直径、喷口流量与火焰形态的关系，并以此控制火焰的形态。同时，在给燃烧器建立火焰稳定性的设计方法时，巧妙的利用飞扬的曲面，构建了一种钝体稳定结构，把火焰根部很好的保护起来，降低了外界环境对燃烧的影响。因为氢气燃烧时火焰是无色，所以燃烧器的出口处也经过了特殊设计。六院研制团队在出口处给燃烧器安装了一件格栅，在这个格栅表面喷涂碱金属，通过把温度提高到650℃以上，实现焰色可视性。这种基于焰色反应原理的氢气火焰颜色控制方法是研发团队的创新打造，通过配方和涂装方法可以实现不同颜色的火焰。
随着研制团队对技术的不断迭代优化和多次严密的火炬测试，火炬经过了严苛的考验，能够经受各种极端条件的挑战，不惧天气变化、海拔高度和意外掉落。本届冬奥会的火炬通过火炬综合环境模拟试验平台进行了测试。火炬在低温-40℃的极寒环境、直面时速高达100km/h的十级狂风、行进中50mm/h的雨雪天气等情况下经受了测试。此外，火炬还从2米高的高度被丢向地面，并在阵风时速超过65km/h的模拟环境中经受了5000m以上的高海拔测试。为了完成这一系列的测试，研制团队进行了300多次的可靠性试验。
2、主火炬：“微火+显屏”的创意形式，实现“火”与“舞美”完美融合
六院专家介绍，本届冬奥会上的主火炬与以往历届主火炬在视觉效果上有很大差别，因为研制团队采用的是“微火+显屏”创意形式，利用悬挂在威亚上的执行机构和地面装置的流畅配合完成主火炬在40米高空的360度旋转，实现了“火”与“舞美”的完美融合。
另外这次和以往的主火炬相比还有一个很大的不一样：那就是最后一棒的火炬手并没有去点火，而是直接把手持火炬插接在了主火炬身上，实现了火焰的无缝连接，没有引燃的过程。这样的点火方式是奥运会历史上百年首创，达到了节能的效果，与以往熊熊燃烧的火炬相比，比它们大约节省了99.9%的能量，充分体现了低碳环保的理念，体现了中国人的文化自信。
主火炬的造型是由小雪花和橄榄枝组成。每一片小雪花、每一个枝头上都是采用全彩LED 直显屏，每一个发光点的颜色、亮度都是可以独立控制的，4.8mm的出光点实现了灯光图案细腻的多彩变化。
要实现这么高的颜值，是需要过硬的技术支撑的。研制团队在设计的时候 “斤斤计较”，既要展现主火炬的轻盈，又要实现整体结构的稳定性，在材料的选择上选用铝合金材质，重量只有钢材质的1/3，实现了轻量化的要求。同时，为了达到8小时360度旋转时高效稳定的燃烧，采用了航天氢氧发动机的燃烧技术，有大国重器上的高端技术加持，保证了主火炬不熄火、不回火、不脱火。
主火炬的头顶上有一个长方形的黑色盒子，这个黑盒子叫姿态调节执行机构，它吊挂在威亚小车上，由小车带着它移动到中心位置，放下钢丝绳和电缆与主火炬相连，通过先进的姿态控制技术，配合地面装置完成我一系列的翻转、提升和旋转。姿态调节执行机构里面藏着燃料供应系统的氢气滑环、柔性软管和撬装氢气系统。被称为“生命之管”的软管作用就是将气瓶中的氢气输送到火炬中心，支撑主火炬的燃烧。滑环的作用是实现运动状态下氢气的连续稳定供应。撬装氢气系统是一个集成系统，内含气罐、两路减压系统、电磁阀，主要作用是实现气体的稳定供应。
在设计这个黑盒子时，研制团队通过应用氢氧发动机氢燃料加注及推进技术，实现了可卷伸氢气管道、可卷伸电缆、可卷伸控制线缆和快速对接装置，实现氢、电、控制信号在特殊表演场景下的连续、稳定、可靠供应与传输，和着主火炬的节拍一起上下伸展。
在主火炬的脚下，还有一个国内首创的高科技舞台秀作品——地面装置。隐藏在舞台中的它，在需要的时候可以把主火炬翻转45°，在翻转过程中台阶踏步机构横空而起，将主火炬和地面连接起来。
研制团队充分发挥航天工程研发管理经验，开展了故障模式、影响及危害性分析和故障树分析，关键环节冗余设计，通过全流程综合试验测试，解决了柔性环境条件下的运动控制、长周期稳定燃烧、减稳压控制、安全应用等难题，实现了主火炬复杂系统的安全可靠使用。
3、场外火炬：内外双转台相互支撑，完成各自独立旋转和同步旋转
六院专家介绍，场外火炬是“三胞胎”，分布在各场馆外。
观众看到的是飘带和雪花，实际上在地面下还有一个隐藏的与场内的主火炬完全不一样的转台装置，以带动形成内外不同的旋转效果，呈现出视觉上的美感。
转台装置最关键的两部分是外转台和内转台。场外火炬的飘带是安装在外转台上的，它会随着外转台一起旋转；而场外火炬的主火炬雪花是安装在内转台上的，它随着内转台一起旋转。这样的双转台通过一个中间构件相互支撑完成各自的独立旋转和同步旋转，这也是目前市场上的首例。
正是这种种技术支持，保障了以氢气为燃料的火炬完美亮相。同样承载着“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神的氢燃料火炬，在世界人民面前再一次展示了中国的科技实力，向世界广泛传播了绿色奥运、科技奥运的理念，翻开了体育史乃至科技史上的崭新篇章。
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