胡同洲
黄河之水天上来。水幕从天而降,倾泻到大地。一片汪洋逐渐凝结,近3层楼高的冰立方拔地而起。冰球击中冰立方,伴随碎冰的掉落,被激光刀“雕刻”出晶莹剔透的奥运五环缓缓升起,灿若星辰。这就是2022年北京冬奥会开幕式上惊艳世人的冬奥五环“破冰而出”了。
艺术追求的是美,精巧细致和惊艳的美;而科技工程追求的是实,结实和安全。两者之间往往存在有很大张力,当张力达到一个平衡点的位置时,奇幻的作品就完美地呈现在大家面前。
“我负责精彩,航天负责成功。”冬奥会开幕式总导演张艺谋曾多次对航天团队说。
中国航天科技集团团委书记钟璞表示,一个个默默坚守不断创新的航天青年团队,在航天前辈们的引领下,他们经历了夏日酷暑冬日严寒,不分昼夜刻苦攻关,继承和发扬航天精神,充分发挥了主力军和突击队的作用,保证了北京冬奥会、冬残奥会圆满举办。
艺术大师们对完美的无限追求让中国式浪漫惊艳了世人。而科技则需要不断迭代,用一个个实验测算形成可以量化的标准来保障艺术构想的安全实现。
航天科技集团一院15所采用了多级的折叠结构,使冰立方升降的最大速度可达每秒0.28米,完成整个升起过程,最短耗时43秒,运行误差只有正负1毫米。鸟巢中央巨大的舞台和巨幅地屏令人震撼。它们分别由一院15所和12所负责建设,整个地面舞台系统施工面积约2.1万平方米,当之无愧问鼎世界之最。而开闭幕式指挥监控系统和通信系统也由一院 12所航天大道公司研制。
2020年3月开始,航天科技集团一院15所二室团支部书记杨卫杰参与冬奥项目,并担任技术总体。作为从来没有从事过舞台业务的“新人”,他从标准、规范、样例等基础干起,由浅入深、层层突破,2020年5月就肩负起与张艺谋总导演直接进行技术工作沟通的重任。
紧张的项目工程进度,使得杨卫杰无暇顾及家中的妻子。冬奥特定开幕时间,也使得他不能守在即将临盆的爱妻身边。
从2021年春节到2022年春节,杨卫杰等冬奥青年在万家灯火之时,驻守在国家体育场,自一院15所冬奥专项队伍作为打前锋的第一支团队进驻国家体育场以来,他们舍弃了与家人团聚的时光,在烈日下、寒风中、雨雪里,在钢梁处、设备间、场馆内挥洒着智慧与汗水,以务实、专业、敬业的工作作风投入到冬奥专项工程的各个阶段中。
开闭幕式工作人员和演职人员众多,如何实现高效、便捷、精准、智能是一个不小的考验。一院12所航天大道公司承担的冬奥会开闭幕式指挥监控系统和通信系统,利用5G、物联网、人工智能技术,完美呈现开闭幕式“指挥中枢”。一院12所航天大道公司青年魏江涛介绍说,冬奥会开闭幕式的指挥监控就像火箭发射一样,各分系统互相配合,采用冗余设计,保障任务万无一失。“你可以永远相信我们航天的质量管理体系,其中很重要的‘归零’原则得到应用,就是发现问题后一定要找到具体原因,然后举一反三,把问题彻底解决掉。”
如果说开幕式是举办奥运会成功的一半,那么点火环节则是开幕式成功的另一半。
航天科技集团六院11所(京)和101所研制的主火炬燃烧系统是主火炬的核心组成部分。他们开展创新攻关,以安全、环保的方式实现氢气火焰的可视性;采用线性多点式耦合燃气分配技术,实现火焰“飞扬”飘逸的造型;同时,实现雪花图案的多彩变化。而五院508所运用成熟的航天器试验验证技术,确保点火仪式的各个环节可靠、顺畅。
2020年9月,冬奥会火炬外观方案确定。艺术家心中将美展现到极致的同时,也对技术团队的艺术实现制造了“巨大的困难”:储氢气瓶不可能像外形一样上粗下细,若减少储氢气瓶尺寸必然不能满足氢气的燃烧用量。
项目之初,六院101所成立了以青年为主体的党员突击队。队员王淮英、周博文说,经过反复测算和实验,储氢气瓶设计从一开始的35MPa,560ml确定为42MPa,350ml,仅仅两个数据的更改,就让他们付出了巨大的心血。“大家常常因为1mm的技术方案更改,连续加班到夜里两三点。”队员杨晓阳说,除了火烧试验,气瓶还要经受水压、气压、气密、跌落等十余种上千次测试考验,前前后后历经一年多的时间,批产一致性等检验条款才被一项项写进标准,直到标准备案评审通过的那一天,大家悬着的心才终于放下。
与此同时,初版阀门无法满足火炬外壳匹配要求,再加上气瓶压力提升,都对阀门提出了更高的要求。六院11所(京)成立了冬奥火炬项目党员先锋队。队员韩宗捷说,压力提升7MPa,看似很小,实则是巨大的挑战。“真的很不容易,但是也难不倒我们。”王新成从2020年5月到2020年12月,基本上吃住在试验场。经过反复实验,终于成功研制出了满足手持火炬要求的阀门。
最终,“飞扬”火炬整支经受住了300余次可靠性试验,充分验证了在10级强风、零下40℃低温、50mm/h降雨量,以及5000米高海拔等環境下的传递可靠性。
然而,即便如此成功,也不等于主火炬在鸟巢点火仪式中是理想状态。在鸟巢场景中的反复试验验证,是由五院508所青年们来完成的。隋毅等人选用航天器回收着陆试验场内高40米、长25米、宽15米的冲击试验塔架作为试验主装置,并进行适应性改造,以满足主火炬及其吊挂机构的安装要求和试验要求。为了更真实地模拟主火炬内场应用环境,选用具有特殊性能的航天器用特纺柔性材料,制成总面积约3000平方米的三面防护网;充分利用具有防爆功能的航天器推进剂加注间,保证了氢气瓶的存储和使用过程安全可控。
2月5日,短道速滑混合接力决赛中中国队赢得首金。首金的背后,有一项黑科技:体育综合训练风洞。模拟训练、姿态筛选测试、装备阻力测试,为教练员、运动员提供了重要参考依据。最终,从风洞里“吹”出冬奥3金1银1铜,成绩斐然。
這一自主设计的国内首座体育综合训练风洞,是航天科技集团十一院三所体育风洞青年突击队用了仅仅 6 个月时间就建成了,而一般工期需要两三年。党办主任左泽富介绍说,这个青年突击队只有8个人,一个人负责整整一个分系统的工作,夜以继日,完成了几十人才能完成的工作量。
队员郑刘说,建设期间,“我们克服了疫情、老旧厂房空间狭窄、交叉施工、下雨等多项不利因素的影响。这个时候,心里想的不是完成一个项目,而是完成一项政治任务。”李跃说:“在吃透需求基础上,我不断迭代编程设计,以利于体育团队找到最优的服装设备和姿势。”
习近平总书记来调研的时候,是李跃离总书记最近的时刻。“我们的工作能得到总书记的肯定,感觉自己浑身充满了力量,觉得干的一切都值了。”
速度滑冰是产生金牌最多的分项,本届冬奥会中,在被称为“冰丝带”的国家速滑馆,共产生了14块金牌,诞生了10个奥运会纪录、1个世界纪录。没有了短道速滑中选手间的身位、超越竞争,速度滑冰成为极致速度的竞技场。为了完美呈现比赛,“冰丝带”内安装的“猎豹”摄像机系统,时速达到90公里,超过所有参赛选手的速度。
“猎豹”摄像机的核心部件——五轴4K陀螺稳像平台承担着高速、稳定拍摄比赛的重任。航天科技集团九院13所专门负责技术攻关的青年突击队骨干于啸男亲切地称之为“豹子头”。
摄像机拍摄到的画面通过卫星直播到全球各地。为全面做好北京冬奥期间广电安播重保工作,中国卫通业务运行中心和卫星测控中心以党建带团建,成立党员团员先锋队和青年骨干突击队,实现业务管理的数字化、网络化、智能化,提升安播保障效能,确保冬奥及冬残奥赛事期间利用卫星进行广电和通信传输任务圆满成功。
赛会保障方面,考虑到冰雪运动场地广、危险系数高,再加上张家口赛区因山地多、地形复杂,陆地车辆救援速度可能偏慢,航天科技集团九院13所成立了一支平均年龄32岁的“蓝天120青年突击队”,仅用5个月时间,就完成新一代机载医疗救护系统研制和成品医疗设备适航性改装,为打造“直升机+医护人员”救援模式贡献青春力量。
在研制过程中,青年突击队的成员们凭着年轻人特有的冲劲、干劲,碰到挑战迎头上、遇到困难主动扛。团队成员王德辉自豪地说:“我们‘蓝天120青年突击队’技术过硬,产品可靠,素养专业,得到了用户高度肯定。”
至于为什么要建北斗隧道定位信号扩展子系统,航天科技集团九院704所青年季海福解释说,延庆至崇礼高速河北段是本次冬奥会赛区转场的公路主通道。该路段位于崇礼的重丘区,一半以上为桥隧路段,当车辆在隧道中行驶时,导航信号被隧道山体遮挡,定位终端无法正常工作,监管系统不能及时感知车辆异常,存在安全隐患。有了定位信号扩展子系统,就能实现北斗信号隧道内全覆盖。
704所成立了“北斗穿山青年突击队”,团队成员平均年龄32岁。这支年轻的队伍迎难而上、集智攻关,在极短的时间内突破了一系列关键技术,确定了高可靠高效率的实施方案。青年突击队成员充分体现了航天青年“敢想敢拼、无惧无畏”的蓬勃锐气。
气象保障也是冬奥会保障的重要部分。704所携自主研制的多要素激光雷达,参与了冬奥会开幕式的气象保障任务。其中,三维风场激光雷达可探测高精度、高时空分辨的风速、风向、垂直气流、风切变等;大气探测激光雷达可实现对气溶胶、云的全天时、高精度探测。704所青年边吉说,多要素激光雷达实现了三维立体的气象综合监测,为提升冬奥会开幕式气象服务保障能力贡献了航天智慧。
“积土成山,风雨兴焉;积水成渊,蛟龙生焉。”一个个航天青年与其他参与人员一道,共同保障了“简约、安全、精彩”冬奥会的成功举办。中国航天科技集团团委书记钟璞表示,航天青年成长于航天精神所滋养的丰厚土壤,有航天科技党组对共青团工作的战略部署和全面规划,有老一辈航天人优良传统的熏陶,有创新精神作为源头活水……
新时代的航天青年正在沿着老一辈航天人的足迹,踔厉奋发,笃行不怠,一起向未来!
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