硬核航天科技助力冬奧、冬殘奧震撼呈現

推薦單位：北京科技期刊學會

采編：羅穎娟

航天科技集團作為冬奧會開幕式的重要保障單位，共承擔了地面舞臺（含旗桿設備）、威亞、火炬、冰立方（含五環）、指揮監控、通信系統、地面顯示系統、冰瀑、指揮中心、央視視頻播放及VR、視頻渲染機房等11個項目。

“我負責精彩，航天負責成功。”冬奧會開幕式總導演張藝謀曾多次對航天團隊說。

作為2022年北京冬奧會和冬殘奧會開閉幕式技術保障實施單位，航天科技集團按照相關要求，提前進行了長達3年的冬奧備 戰。

開幕式中的冰立方裝置，長、寬、高分別是22米、7米和10米，重量達400噸，升降重量達180噸，升降載荷超過一般劇院大型升降臺的8倍，是整個開閉幕式最大功率的驅動設備。冰立方升起來之前，它“藏”在一個巨大的地倉里，地倉長度是84米，寬42米，深度是10米。為此，航天一院15所采用了多級的折疊結構，使冰立方升降的最大速度可達每秒0.28米，完成整個升起過程，最短耗時43秒，運行誤差只有正負1毫 米。

冰立方升起來后，奧運五環慢慢呈現。五環吊裝是難點，有嚴格的重量限制。因此，它雖然體量很大，但厚度其實很小。航天一院15所項目團隊做了多次仿真和現場試驗，最終完成了五環的完美亮相。

“飛揚”火炬，點亮冰雪夜空

由航天六院11所（京）和101所研制的主火炬燃燒系統是主火炬的核心組成部分，團隊根據組委會要求，做了不少創新。

例如，針對火焰顏色可視化需求，團隊在氫氣火焰區中以特殊方式植入微量顯色劑配方，以安全、環保的方式實現氫氣火焰的可視性;采用線性多點式耦合燃氣分配技術，實現火焰“飛揚”飄逸的造型;在“雪花”異形屏方面，采用彩LED直顯屏方案，出光面根據舞美造型隨型設計兼顧美觀鏤空，實現燈光圖案的多彩變化……

最終，主火炬在外觀優美靈動的基礎上，實現了手感舒適度、功能完整性的平衡。此外，航天五院508所利用航天器回收著陸試驗場構建模擬主火炬的試驗環境，為確保點火儀式的各個環節可靠、順暢作出了重要貢獻。

舞臺、地屏、國旗， 筑夢演出

開幕式上，鳥巢中央巨大的舞臺和巨幅地屏令人震撼。其中，舞臺系統和地屏分別由航天一院15所和12所負責建設。舞臺中央是一個巨大的升降臺，在整個開幕式中，雪花臺、火炬等眾多創意表演均在這個中央升降臺完成。如果可以申請吉尼斯世界紀錄，由4萬多塊屏幕組成的地面顯示屏當之無愧問鼎世界之最。借助它，奇幻絢爛的冰雪世界在鳥巢綻放。

顯示屏背后，數萬條信號在復雜的線路中飛快地傳輸。數萬個屏幕被串起來，溫度、濕度、電壓，它們的工作狀態被時刻監控，一旦出現異常，就會立即報警。如果是信號鏈路出了問題，不怕，一共四路信號，有足夠的容錯率。

舞臺的兩側，高聳的旗桿上旗幟飄揚。這些旗桿的設計工作也由航天人完成。相較于2008年北京夏季奧運會的旗桿，此次冬奧會的旗桿增加了旋轉功能，可以更好地適應鳥巢風向的變化，讓旗幟在任何時刻都可以迎風招展。

威亞，多一些浪漫

在冬奧會開幕式中，充滿夢幻的主火炬、五環懸空而起，得益于威亞的配合。

2020年12月，航天一院威亞項目團隊進駐鳥巢，著手拆除北京2008年奧運會留下的威亞，為后續工作做準備。2021年6月，開幕式整體創意方案敲定，威亞的設計、生產、安裝正式開始。距地面50多米高的威亞裝置在鳥巢成型，它能吊裝6噸多的設備，比2008年只能吊裝幾百千克重量增加了不少。與其他系統一樣，導演在彩排中提出新創意，威亞項目團隊就密切配合，及時調整威亞的吊裝系統……直到開幕式正式開始前，威亞吊裝系統仍舊在迭代。

通信系統，助好戲開場

為保證整個開幕式通信穩定，航天一院12所大道公司項目團隊根據實際需求，開發出3個子系統，分別是有線內通系統、無線通信系統和無線FM廣播系統。通信系統終端由48塊面板、52個有線腰包、36個無線腰包、700個無線對講機、7000個FM接收器組成。這3個子系統完全相通，比如，控制面板可以直接聯通無線FM系統或某臺無線對講機，在應急處理時能“一針見效”。

指揮監控，流程有條不紊

冬奧會開幕式的指揮監控系統同樣基于大道公司的“長征云”工業互聯網平臺研發，能夠給分場導演、舞臺總監、技術保障人員等提供指令信息。

此外，為更好把控開幕式上各類硬件設備狀態，該團隊在鳥巢新安裝了130余個攝像頭，“盯著”類似升降舞臺內部等多個“視覺死角”。監控視頻信息可以根據各崗位在不同活動環節的監控需求，自動按流程推送到各崗位面前。如果出現問題，該系統會通知各崗位，應急預案將第一時間啟動。

五彩斑斕的地屏

3月4日晚的冬殘奧會開幕式猶在眼前。不同于冬奧會開閉幕式的“冰雪藍”，冬殘奧會開幕式核心內容為《生命的綻放》，以“五彩斑斕”表達每一個殘疾人內心最美麗、最精彩、最絢爛的綻放瞬間。冬殘奧會開幕式中，地面舞臺光彩流轉，以最美好的方式將開幕式上的溫暖傳遞給世界。

科技創新中的人文關懷

秉持“包容”的理念，結合殘疾運動員的實際情況，在短時間內對冬殘奧會開幕式上的相關設備設施做了大量適應性調整。例如，在拆除冬奧會開幕式上亮眼的冰瀑后，在遺留的斜坡道上增設護欄，保障了殘疾運動員的安全;在旗桿臺和地面舞臺等多個地點增設斜坡道，保證了殘疾運動員入場和表演的順利進行;完成了主火炬地臺支架恢復及雪花牌狀態調整，更加適應殘疾運動員的使用需求……

航天人服務“冬奧兩會”體現在方方面面。航天科技集團在風洞助力運動員訓練、冬奧火炬接力、冬奧節目安播、冬奧交通氣象、醫療救助等方面也提供了重要保障，并與多家公司共同參與到冬奧火炬接力、整體安防、氣象數據服務保障、場館建設信息化、數字人民幣系統、智能文件交換與跟蹤系統、公共衛生應急保障裝備、票證系統、應急通信保障等重點項目的實施中。

科技創新、低碳環保、拼搏奮斗、溫馨關懷……自然之美、人文之美和運動之美在鳥巢綻放，總共4次開閉幕式成為中國航天展示實力的另一個舞臺。