世界首套高压储氢火炬“飞扬”：采用航天级内核、轻量化技术

原标题：世界首套高压储氢火炬“飞扬”：采用航天级内核、轻量化技术

新京报快讯（记者 张建林）北京冬奥会火炬接力还在进行中。从祥云纹逐渐过渡到雪花图案，最后在顶端化身为火焰，高颜值的北京冬奥会火炬“飞扬”不仅外形极具动感和活力，还拥有高技术内核。据航天科技集团六院消息，“飞扬”火炬运用液体火箭发动机的氢能技术，并以氢气作为燃料，是世界首套高压储氢火炬，实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。

“我们所牵头申报的‘冬奥会手持火炬关键技术系统’项目已在科技部立项，完成了主要考核节点的考核，通过了专家验收。技术硬实力带来产品高可靠性，一定能在传递中有精彩的表现。”航天科技集团六院11所（京）党委书记李晓峰说。

航天科技集团六院11所（京）承担了冬奥会手持火炬燃烧系统的内核技术研发任务。11所（京）具有深厚的氢能利用基础和成熟的氢能应用技术，承担着我国航天运载器的“心脏”氢氧火箭发动机的研究设计工作，研制的多种氢氧发动机已经成功助推长征三号、长征五号、长征五号B、长征七号甲、长征八号系列运载火箭飞向太空，组建空间站。

此次冬奥会手持火炬燃料采用的是氢气，氢气作为燃料，具有环保、燃烧性能好、低温适应性好的特性。据介绍，为了用氢气做火炬燃料，11所（京）的研制团队花了两年时间攻克不同的难关。

虽然氢气绿色环保无污染，但也存在易爆炸、易泄漏、泄漏时无色无味不易被发现的“缺点”，要达到5分钟稳定燃烧，对技术的要求非常高。因此，火炬“飞扬”采用了配套的高压储氢方案。

手持火炬的内核燃烧系统由三部分组成，从底部到顶部分别是气瓶、控氢阀和燃烧器。为了让火炬具备优秀的环境适应性能，11所（京）在控氢阀和燃烧器的研制上下了不少工夫。

控氢阀，是安装在气瓶口的一种组合阀门，其作用主要是将气瓶内的高压氢气减压稳压到常规的出口压力。为了契合冬奥会手持火炬的曲面外壳设计，在内部空间十分有限的情况下，项目团队成员对控氢阀做了大胆创新，采用了微型的轻量化技术，对其进行了“瘦身”，以便腾出空间给氢气瓶确保火焰的大流量。

据介绍，项目团队通过科学的“瘦身”方案，最终达到了该轻的地方轻，该重的地方重，该承受力的地方结实，在压力提升20%的情况下，阀门长度从最初的162毫米降至110毫米，重量减轻至290克，相当于一袋牛奶的重量。为了确保万无一失，保证火炬的安全性，项目团队通过上百次的控氢阀试验，最终达到了理想效果。

火炬能在各种环境下燃烧，离不开燃烧器。在设计时，不但要满足“飞扬”复杂曲面特征的结构要求，还要在出口处做出创新设计，让火焰显示出颜色。团队成员为了实现火焰着色，尝试了很多方法，甚至在家里煤气灶上做起了“文章”。为了达到高安全性、高稳定性，研制团队对整个燃烧系统进行了300多次的可靠性试验，使得火炬通过了在极寒环境、十级狂风、严酷的雨雪天气等情况下的测试。

11所（京）所长岳文龙表示，在手持火炬的燃烧系统技术研发方面，研究团队拿出了完成国家重大航天工程任务、确保不带任何隐患上天的劲头和航天人严慎细实的工作作风，也期待手持火炬“飞扬”在接力传递中精彩亮相。

新京报记者 张建林

编辑 刘梦婕 校对 王心

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