申紀剛：“安全是一切精彩表演的前提”

趙德偉

“銀河”飛流直下，瞬間凝結成巨大的冰立方。伴隨著音樂，冰立方被激光規(guī)律性雕琢，奧運五環(huán)徐徐升空……在這場夢幻般的視覺盛宴中，觀眾被深深震撼！用科技使舞臺更飽滿，是北京2022年冬奧會開幕式的最大特點之一，這也對舞臺裝置的可靠運行提出更高的要求。

在這場視覺盛宴中，中國航天科技集團全資控股的北京長征天民高科技公司總承了地面舞臺系統(tǒng)和演出裝置，要完成火炬展示、五環(huán)展示、視頻播放等最重要的儀式性表演。

長征天民冬奧團隊技術總監(jiān)申紀剛，是地地道道的山西太原人。2月10日，接受筆者采訪時，申紀剛感慨地說：“安全是一切精彩表演的前提。”

從2019年12月申紀剛及其團隊接到任務開始，一場與時間的賽跑便出現(xiàn)在團隊每個人的腦海中。隨后的日子里，團隊工作人員爭分奪秒，經(jīng)過10個月的反復修改、論證，提出了20多套舞臺工藝方案設計后終于獲得導演認可。

“這是一場規(guī)模非常巨大的表演，舞臺機械的設備全是非標產(chǎn)品，大小、形狀、要求呈現(xiàn)的速度、性能等不一樣。”申紀剛舉例說道，比如冰立方亮相只有短短的43秒，觀眾看到的是科技與藝術的結合，是空靈而極簡的美感，但殊不知背后有著多么龐雜的系統(tǒng)支撐。

“簡約并不簡單，200多人、700多天的日夜奮戰(zhàn)，突破了很多國內(nèi)的技術瓶頸。”在申紀剛的記憶中，從2021年1月15日開始，他和他的團隊便一頭扎進了鳥巢，開始進場安裝，即便是春節(jié)期間都沒有離開。

2月4日，隨著北京2022年冬奧會開幕式的完美亮相，掌聲、歡呼聲響徹全場的時候，站在臺下的申紀剛長出了一口氣。

科技感爆棚的“冰立方”“奧運五環(huán)”，給所有觀眾帶來了一場科技與藝術的視覺盛宴，如夢如幻的舞臺效果國際范十足，讓不少觀眾在震撼之余大呼過癮。

冰立方，總重量約400噸，升降重量達180噸，要實現(xiàn)的升降載荷相當于200多輛小轎車，是整個開閉幕式最大功率的驅動設備。在場地受限的情況下，團隊自主研發(fā)出了全新的電機驅動系統(tǒng)——在冰立方底部，布置16套由鏈條、鋼絲繩、導軌組成的機械結構，通過精確控制電機驅動16條鏈條、16條鋼絲繩組成的4套同步傳動單元，讓冰立方的升降定位精度控制在±1mm。

“這項工作是一次軟件和硬件相配合才能實現(xiàn)的一個操作。”申紀剛說，軟件問題解決了，要想讓設備穩(wěn)定運行，零件精準度要求很高。他們在全國范圍內(nèi)優(yōu)中選優(yōu)，選擇國內(nèi)最優(yōu)秀的加工企業(yè)進行生產(chǎn)，“有一部分鋼結構還是咱們太重生產(chǎn)的，這些考驗的是我們國家整體機械化工業(yè)水平。真是挺讓人自豪的一件事！”

以往大型的舞臺系統(tǒng)都是引進國外的技術團隊，但此次舞臺中，申紀剛團隊讓火箭領域的系統(tǒng)工程技術在此次舞臺中得到應用和改造，打造了國產(chǎn)化的高科技舞臺。參照航天結構設計的一些方法，為五環(huán)研制“骨骼”——鋁合金桁架結構、“衣服”——LED顯示屏、“外套”——擴散板，最終設計出的五環(huán)跟火箭的箭體一樣，既堅又輕，使懸吊高度為13米的奧運標志，在將近90分鐘的儀式中，即便遇到6級強風，也定力十足。

五環(huán)采用了大量LED屏幕，如果某一個單元的燈珠臨時“生病”怎么辦？針對這個問題，申紀剛及其團隊采用了雙供電、雙信號、雙屏系統(tǒng)的冗余異形拼接LED顯示裝置，當一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，備份系統(tǒng)可以無延時切換。同樣的道理，所有的升降設備采用一主一備的驅動電機，一旦主電機出現(xiàn)故障會立刻切換到備用電機，并且都實現(xiàn)了瞬間切換，這樣的速度肉眼是根本看不出來的。”申紀剛說，火箭發(fā)射的窗口期還會有兩三個小時的范圍，但是舞臺上的呈現(xiàn)卻要控制在秒以內(nèi)，絕不允許一點錯誤，也沒有重新開始的機會。

為了確保在冬奧會開閉幕式呈現(xiàn)導演的精彩創(chuàng)意，申紀剛團隊按航天系統(tǒng)工程方法，對標航天質(zhì)量控制、風險控制、設計優(yōu)化等要求，進行了上千次的虛擬仿真試驗。為保證零失誤，他們做了多個應急方案。

如果說航天技術讓“中國制造”在此次開幕式舞臺中再次綻放光芒，那么在系統(tǒng)工程建設中，對一分一厘的“較真兒”，就是申紀剛及其團隊對航天精神的最好詮釋。