揭秘北京冬奥会和冬残奥会火炬“飞扬”的科技“外衣”

图为北京冬奥会火炬（1月5日摄）。 新华社记者 张涛 摄

距离北京冬奥会开幕的日子越来越近了！在上海石化厂区的车间内，工作人员们正忙着组装北京冬奥会和冬残奥会火炬“飞扬”。按计划，1200支火炬必须在1月中旬前运往北京。

2021年2月4日，北京冬奥会、冬残奥会火炬——“飞扬”正式问世。新华社记者鞠焕宗摄

2021年2月4日，在北京冬奥会开幕倒计时一周年活动上，火炬“飞扬”揭开面纱。从表面看，火炬“飞扬”外形极具动感和活力。在设计上，为了衬托北京即将成为奥运历史上首座“双奥之城”，“飞扬”的外观与北京2008年奥运会开幕式主火炬塔形态相呼应。它以祥云纹样“打底”，自下而上，从祥云纹逐渐过渡到雪花图案，最后在顶端化身为飞扬的火焰。

不仅有漂亮的外观，“飞扬”的外壳也蕴含着“黑科技”。中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇表示，火炬的点火系统全部包在外壳里面，从外面是看不到的。火炬的外壳采用了碳纤维材料，手感非常轻。

中国石化上海石化创新研究院总经理林生兵表示，碳纤维的质量只有钢的1/4左右，但是强度是钢的7至9倍。这次，研发团队用碳纤维与树脂形成的复合材料来做奥运火炬，堪称世界首创。

图为北京冬奥会火炬（1月5日摄）。 新华社记者 张涛 摄

“冬奥组委给它的第一个评价就是轻，而且很牢固，随便怎么摔也摔不坏。另外一个就是，冬季火炬传递的时候天气很冷，传统金属材料的话手感不太好，复合材料可以解决这个问题，避免这种很冰凉的感觉。”黄翔宇说。

由于北京冬奥会火炬接力将在冬季低温环境中进行，“飞扬”采用氢作燃料，除了氢具有环保的特点，还因为氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用。但氢气作燃料，燃烧温度就会高于800℃。因此，“飞扬”火炬外壳的研制，花了整整三个月时间，攻克了多项技术难题。

黄翔宇说：“火炬的火是从里面烧出来的，一般的复合材料都不能在火里烧，要到500℃，在火里再一烧就没了。正好上海金山区有一家企业研发了一种树脂，这个树脂是耐火的，经过我们测试分析。最后通过工艺调整，它达到了既能够耐温又能够耐火的要求，800℃、900℃都可以。”

负责生产树脂的企业负责人刘章友表示，作为第三代树脂材料的聚硅氮烷树脂，兼具有机物附着力强大与无机物耐高温的特点，同时集耐腐蚀、磨损和防污防水、超薄膜等优势于一身，恰好能解决火炬所需的各种要求。

生产车间里，由石油产品加工成的这一条条黑色丝束，每一束都包含着12000根碳纤维丝，再经过三维立体编织，最终做成的火炬外壳，看不出任何接缝与孔隙，整个造型浑然一体。

“有点像我们织毛衣一样，只不过它是分了三个不同的经向来进行编织，下一步就是我们拿到下游厂家进行镭雕、上色、喷高温漆，最后才有这样一个亮丽的火炬外壳。”林生兵说。