奧運(yùn)珠峰火炬誕生記

在古希臘神話中，人們對(duì)英雄普羅米修斯懷有特殊的崇敬之心，因?yàn)樗赂冶I取火種，為人類帶來(lái)溫暖光明。起源于古希臘的奧林匹克運(yùn)動(dòng)，以神圣的火種傳遞和平、友誼、進(jìn)步的理念，奧運(yùn)圣火的傳遞、燃燒成為歷屆奧運(yùn)會(huì)的重要組成部分，展示了各舉辦國(guó)的智慧、創(chuàng)意與技術(shù)實(shí)力。

2001年7月13日，在莫斯科，世界將第29屆奧運(yùn)會(huì)的舉辦權(quán)交給了中國(guó)，交給了北京。此時(shí)，一個(gè)大膽的創(chuàng)意浮現(xiàn)在北京奧運(yùn)會(huì)組織者的腦海里——能否讓奧運(yùn)圣火與世界第三極珠穆朗瑪峰結(jié)緣？面對(duì)世界期待的目光，北京奧組委在調(diào)研論證后堅(jiān)定了信心：讓奧運(yùn)圣火在中國(guó)人的手中登上8844米的珠峰峰頂！

奉獻(xiàn)奧運(yùn) 中國(guó)航天義不容辭

早在2001年，當(dāng)大家正在為北京贏得第29屆奧運(yùn)會(huì)主辦權(quán)而歡呼之際，中國(guó)航天科工集團(tuán)公司就以高科技企業(yè)的責(zé)任感和敏銳目光關(guān)注著奧運(yùn)這一國(guó)之盛事。當(dāng)有關(guān)方面宣布北京奧運(yùn)會(huì)將突出“科技奧運(yùn)”的內(nèi)涵時(shí)，集團(tuán)公司黨組就下定了決心：國(guó)家有大事，國(guó)家有需要，中國(guó)航天決不能缺席！為北京奧運(yùn)會(huì)作出貢獻(xiàn)是航天人義不容辭的責(zé)任！

2001年，航天科工集團(tuán)公司黨組決定成立科技奧運(yùn)領(lǐng)導(dǎo)小組，由副總經(jīng)理薛利擔(dān)任組長(zhǎng)。隨后，為把航天型號(hào)研制的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)引入到科技奧運(yùn)工程中，集團(tuán)公司又任命了科技奧運(yùn)工程兩總系統(tǒng)，薛利和集團(tuán)公司總經(jīng)理助理馬良杰分別擔(dān)任科技奧運(yùn)工程總指揮和總工程師。為了高效組織奧運(yùn)火炬的研發(fā)，還專門成立了奧運(yùn)火炬研發(fā)部，由薛利擔(dān)任部長(zhǎng)，三院副院長(zhǎng)、海鷹集團(tuán)總經(jīng)理于喜國(guó)擔(dān)任火炬項(xiàng)目總指揮，而后任三院黨委副書(shū)記的董群接替擔(dān)任了這一職務(wù)，來(lái)自三院31所的我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域著名專家劉興洲院士擔(dān)任火炬燃燒系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師。

集團(tuán)公司集中整體優(yōu)勢(shì)，決心以科學(xué)方法和拼搏精神打造一支燃燒著航天技術(shù)之“心”的火炬。

實(shí)力+機(jī)緣 珠峰火炬結(jié)緣航天

命運(yùn)機(jī)緣和科技實(shí)力促成了航天與奧運(yùn)火炬結(jié)緣。

火炬項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師、來(lái)自三院海鷹集團(tuán)的胡申林至今仍清楚地記得2005年10月火炬珠峰峰頂燃燒問(wèn)題研討會(huì)的情景。奧運(yùn)項(xiàng)目眾人矚目，全國(guó)很多廠家紛紛趕來(lái)，期望搭上奧運(yùn)快車。但是研討會(huì)結(jié)束時(shí)，人們卻不這樣想了，因?yàn)橹榉寤鹁骓?xiàng)目與其說(shuō)是一張奧運(yùn)搭車票，還不如說(shuō)是一塊難啃的硬骨頭：

珠峰低溫低壓大風(fēng)，實(shí)現(xiàn)正常燃燒已屬不易，要保存火種，進(jìn)而在峰頂點(diǎn)燃火炬，更是技術(shù)上從未想過(guò)的課題。珠峰火炬研發(fā)制造不是市場(chǎng)化行為，沒(méi)有報(bào)酬，有關(guān)費(fèi)用需研制單位自行解決。

難度前所未有，沒(méi)有實(shí)在的好處，許多單位就失去了熱情，紛紛退出競(jìng)爭(zhēng)。此時(shí)，在集團(tuán)公司組織下，胡申林、葉中元等來(lái)自三院的技術(shù)人員卻細(xì)致地進(jìn)行著有關(guān)的籌劃。兩個(gè)月后，航天科工集團(tuán)公司的火炬設(shè)計(jì)方案參加了奧組委的征集，奧組委領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)對(duì)航天科工集團(tuán)的研制試驗(yàn)?zāi)芰τ辛巳娴牧私狻?/p>

2006年1月17日，是一個(gè)令集團(tuán)公司珠峰火炬研發(fā)團(tuán)隊(duì)難忘的日子。這一天，奧組委正式發(fā)函，委托航天科工集團(tuán)公司承擔(dān)北京2008年奧運(yùn)珠峰傳遞火炬的燃燒技術(shù)攻關(guān)任務(wù)。

航天科工集團(tuán)公司為北京奧運(yùn)會(huì)研發(fā)的火炬有三種類型：液體燃料火炬、固液組合燃料火炬和固體燃料火炬。在境內(nèi)外傳遞的是液體燃料火炬，也叫地面火炬；用于珠峰傳遞的是固體燃料火炬，也叫珠峰特種火炬；固液組合燃料火炬作為一種中間方案，在珠峰傳遞中作為備選。而珠峰火炬系統(tǒng)分為珠峰火炬、高原火種燈、珠峰火種燈、引火器和高原圣火臺(tái)五個(gè)部分。

在北京西南郊云崗的一間辦公室里，年過(guò)七旬的我國(guó)著名的導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)專家劉興洲院士小心翼翼地取出一支火炬。他以看待自己孩子一般的目光注視著火炬，將兩年攻關(guān)的風(fēng)雨歷程如數(shù)家珍般娓娓道來(lái)。

登頂之路他們走了兩年。

液體火炬

不懼狂風(fēng)為何敗走麥城

2006年領(lǐng)命研制奧運(yùn)火炬，研發(fā)團(tuán)隊(duì)確定了液體燃料的方案。液體燃料火炬的特點(diǎn)在于，火炬里還有一個(gè)小火焰，外部的擴(kuò)散火焰由小火焰引燃，穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。該火炬以丙烷作燃料，從－40℃到40℃都可以正常工作。此外，為了保證丙烷氣罐的工作溫度，航天設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)用一個(gè)回?zé)嵫b置的巧妙設(shè)計(jì)，解決了國(guó)外火炬遇到的難題。該火炬火焰飄逸，影像效果十分出色。

正在研發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期，液體火炬卻暴露出意想不到的缺陷。液體火炬設(shè)計(jì)者對(duì)大風(fēng)情況進(jìn)行了充分考慮。但是他們沒(méi)想到，能夠抵擋十級(jí)大風(fēng)的火炬卻在小風(fēng)吹動(dòng)下熄滅了。

2007年春節(jié)，火炬意外熄滅的陰影在大家心頭揮之不去。窗外的鞭炮聲不時(shí)響起，但不把火炬被吹熄的原因搞清楚，大家誰(shuí)都過(guò)不好年。幾乎連續(xù)20個(gè)冬夜，年過(guò)七旬的劉興洲院士、葉中元研究員與邵文清、柳發(fā)成、牛余濤等年輕人一起在試驗(yàn)臺(tái)上加班摸索熄火規(guī)律。

一次加班，大家專心致志地做吹風(fēng)試驗(yàn)。突然，一股強(qiáng)風(fēng)吹來(lái)，火焰撲上了手持火炬的柳發(fā)成的前額。他的頭發(fā)被燒掉了一小撮，看著他的新發(fā)型，大家既心疼不已，又忍俊不禁。

通過(guò)大量試驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)含氧量是癥結(jié)所在。火炬外形設(shè)計(jì)由其他單位負(fù)責(zé)，與火炬內(nèi)核缺乏匹配，筒體過(guò)長(zhǎng)，使得燃燒室不能充分補(bǔ)氧。如果在火炬外殼打一些微小的孔，就可以解決這一問(wèn)題。他們對(duì)火炬作了改進(jìn)。結(jié)果，鉆了小孔的火炬抗風(fēng)性能優(yōu)異，完全可以滿足各個(gè)方面的要求。

2006年12月，航天科工集團(tuán)公司研制的液體燃料火炬通過(guò)評(píng)審，樣品通過(guò)驗(yàn)收，圓滿完成了北京奧運(yùn)會(huì)地面火炬燃燒系統(tǒng)的研制工作。

固液組合火炬

“垂直極限”下的獨(dú)辟蹊徑

研制之初，大家對(duì)液體燃料火炬的期待值很高。但2006年9月的第一次西藏之行，帶給大家的卻首先是失望，意想不到的結(jié)果，使大家的思路變換了方向。

在西藏多個(gè)地點(diǎn)，特別是在珠峰腳下海拔5200米的大本營(yíng)，液體火炬在低溫、低壓、高寒大風(fēng)的條件下暴露出了容易熄滅，火焰可見(jiàn)性、抗風(fēng)性差的缺點(diǎn)。大家認(rèn)識(shí)到這是由液體燃料特性決定的，必須在燃料上進(jìn)行多方嘗試。

火炬是由一支手持的引火器點(diǎn)燃的。引火器內(nèi)放置的是固體燃料，那么將引火器的固體燃料與火炬的液體燃料相結(jié)合，效果會(huì)不會(huì)好呢？由此，第一次固液組合火炬的珠峰試驗(yàn)探索性地展開(kāi)了。試驗(yàn)隊(duì)員們驚喜地發(fā)現(xiàn)，這支火炬的抗風(fēng)性與可視性比液體火炬要好得多！

固體燃料點(diǎn)燃可靠、燃燒穩(wěn)定、易添色，液體丙烷燃料火焰形態(tài)好，如能將二者更好結(jié)合，將是最理想的。在此后的工作中，研制者努力使固液組合火炬性能適應(yīng)了珠峰的苛刻環(huán)境。其中，特別采用預(yù)熱劑解決了液體燃料瓶的預(yù)熱問(wèn)題。這支火炬作為第二方案，等待在第二次進(jìn)藏試驗(yàn)中登頂驗(yàn)證。

這次測(cè)試取得了成功。但遺憾的是，因?yàn)樵黾恿舜蜷_(kāi)燃料開(kāi)關(guān)和為預(yù)熱劑添加鹽水的兩個(gè)動(dòng)作，該火炬在峰頂?shù)奶厥馓鞖夂投虝簳r(shí)間內(nèi)未能完全考核，該方案沒(méi)有得到充分驗(yàn)證。

固體火炬

從驚險(xiǎn)、挫折走向峰頂

首次進(jìn)藏試驗(yàn)后，引火器在珠峰大本營(yíng)的良好表現(xiàn)給了大家一個(gè)啟發(fā)。劉興洲院士提出，是不是可以利用引火器的固體藥劑制成固體火炬，這樣就增加了一種選擇，固體火炬誕生了。

從2006年秋天到2007年年初，研制人員的工作一路報(bào)喜。2007年1月，要進(jìn)行一次低溫試驗(yàn)，考核火炬的性能。

在西藏之外找寒冷的地點(diǎn)，大家選擇了我國(guó)最北端的黑龍江漠河。但在漠河試驗(yàn)中，發(fā)生了意外的速燃，隊(duì)員們對(duì)固體燃料下一步的研制進(jìn)程產(chǎn)生了迷茫。此時(shí)，劉興洲院士鼓勵(lì)大家：“我們干航天的要有一個(gè)信念：成功了要總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)，失敗了要找到失敗的原因。能汲取教訓(xùn)的人，才能夠重新站起來(lái)。”

這是偶然現(xiàn)象嗎？大家發(fā)現(xiàn)，其他火炬中也存在類似問(wèn)題，分析下來(lái)是工藝缺陷造成了速燃。固體燃料壓成藥柱，如壓不實(shí)，裂紋就會(huì)使燃面擴(kuò)大，燃燒時(shí)就會(huì)發(fā)生速燃。此后，壓藥工作改由標(biāo)準(zhǔn)壓機(jī)去壓，嚴(yán)格控制壓藥的長(zhǎng)徑比，完全杜絕了裂紋的產(chǎn)生，再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)速燃的問(wèn)題。漠河試驗(yàn)在珠峰火炬的研制中是一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使固體燃料研制邁出了新的一大步。

在2007年5月的登頂測(cè)試中，15支固體火炬在所有營(yíng)地均表現(xiàn)出了良好的可靠性，并在珠峰峰頂成功點(diǎn)燃，火焰高度大于250毫米，燃燒時(shí)間約6分鐘，達(dá)到了研制技術(shù)要求。

方案既已敲定，就該精益求精。燃燒時(shí)間要延長(zhǎng)到8分鐘，要大大減少出煙的程度，還要對(duì)火焰形態(tài)瘦長(zhǎng)的不足給予優(yōu)化。這些，基本都靠固體燃料配方的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

朱家元研究員告訴記者，這期間，他們光配方就搞了112個(gè)。112個(gè)五顏六色的配方，只是擺在面前，都會(huì)讓人眼花繚亂，何況要逐一比較燃燒情況，進(jìn)行篩選。那些日子，朱家元、戚磊等人腦子里只有配方，做起試驗(yàn)來(lái)，經(jīng)常是一連幾個(gè)晝夜。

增加藥量受到外形的限制，只能采取降低燃速的辦法。但降低燃速又冒著熄火的困難。如何降低燃速，又保持較多的防熱量成為焦點(diǎn)。最后，通過(guò)配方篩選，研制出了低溫度系數(shù)、低壓力指數(shù)的固體燃料，實(shí)現(xiàn)了每秒0.5毫米的燃速，工作時(shí)間延長(zhǎng)到8分鐘。固體燃料專家對(duì)此都感到大為驚訝。

珠峰火種燈

“燒餅攤兒”靈感攻克世界難題

火炬項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師邵文清曾感慨地對(duì)記者說(shuō)：“整個(gè)火炬系統(tǒng)，珠峰火種燈是研制歷程最為坎坷的一項(xiàng)；整個(gè)隊(duì)伍中，任老師是功勞最大的一位！”在他身旁，69歲的老研究員任國(guó)周謙虛地向記者笑了笑。

世界各國(guó)的奧運(yùn)火種燈采用的燃料都是液體航空煤油，但要作為珠峰火種燈向8844米頂峰攀登，則必須尋找其他辦法。與火炬研發(fā)不同，火種燈必須從頭干起，沒(méi)有成熟的路子可走。

開(kāi)始，任國(guó)周受暖手爐的啟發(fā)，做了一個(gè)炭棒火種盒。但結(jié)果并不理想：火種自己會(huì)熄滅，沒(méi)有續(xù)燃，而且排灰不暢。

此時(shí)，一個(gè)發(fā)現(xiàn)讓他的思路大為開(kāi)闊。

一天，任國(guó)周在市場(chǎng)上轉(zhuǎn)悠，一個(gè)燒餅攤的蜂窩煤爐進(jìn)入了他的視野，他立刻上前瞅了起來(lái)。這個(gè)煤爐不僅燃燒時(shí)間長(zhǎng)，而且還有一個(gè)特點(diǎn)——蜂窩煤上下摞著放，燒成灰自動(dòng)落下去，排灰問(wèn)題不就解決了嗎？他立即用可樂(lè)瓶做了兩個(gè)炭棒小蜂窩煤爐，開(kāi)始試驗(yàn)。

此時(shí)，一個(gè)壞消息傳來(lái)。浙江某民營(yíng)企業(yè)承擔(dān)了外協(xié)任務(wù)后，老板發(fā)現(xiàn)給航天干活，難度大、數(shù)量少，得不著什么利，就告知研制人員：我們不想再合作，你們還是找其他企業(yè)為好。

此時(shí)試驗(yàn)剛剛有所起色，生產(chǎn)必須馬上跟上。他們派人再次前往浙江，強(qiáng)調(diào)這是航天科工集團(tuán)公司承擔(dān)的科技奧運(yùn)工程重要項(xiàng)目，希望他們以國(guó)為重，為北京奧運(yùn)貢獻(xiàn)出一份力量。

沒(méi)多久，感人的一幕出現(xiàn)了。那個(gè)老板被航天人感動(dòng)了。他說(shuō)：“你們這些人真的是為了國(guó)家不顧一切、無(wú)私奉獻(xiàn)，為了奧運(yùn)會(huì)，我把配方無(wú)償?shù)啬媒o你們做研究，祝你們成功。”很快，大家通過(guò)研究獲得了火種燈復(fù)合固體燃料的優(yōu)良方案。

為了掌握火炬、火種燈在各種運(yùn)輸工具上的燃燒性能，必須進(jìn)行100千米測(cè)試。而出于保密起見(jiàn)，這種測(cè)試通常安排在夜間。在北京云崗附近一條名為長(zhǎng)青路的道路上，他們挑燈夜戰(zhàn)，步行、跑步、騎自行車、騎摩托、開(kāi)卡車，用各種方式進(jìn)行測(cè)試。要做到100千米路程測(cè)試完成，即使是開(kāi)汽車也要一兩個(gè)小時(shí)，而其他方式更要整宿不睡。

功夫不負(fù)有心人。第二次進(jìn)藏測(cè)試，火種燈在100多次試驗(yàn)中戰(zhàn)勝了大風(fēng)低溫低壓的條件，并通過(guò)了模擬珠峰環(huán)境的試驗(yàn)。在嚴(yán)酷的自然面前，航天人的高科技產(chǎn)品無(wú)一敗績(jī)。

奧運(yùn)圣火燃燒在世界之巔

2008年5月8日上午9點(diǎn)17分，最激動(dòng)人心的時(shí)刻終于到來(lái)了，站在世界之巔的中國(guó)登山隊(duì)員們高高舉起了燃燒著奪目光芒的北京奧運(yùn)會(huì)火炬。歡呼、激動(dòng)、流淚，在沸騰一片的大本營(yíng)，來(lái)自航天的保障隊(duì)隊(duì)員緊緊地?fù)肀г诹艘黄稹Ａ季茫麄儧](méi)有話語(yǔ)，只是默默地任憑淚水滑過(guò)被曬得黝黑的臉龐……

保障隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)高炳欣在現(xiàn)場(chǎng)接受中央電視臺(tái)采訪時(shí)說(shuō)：“看著自己的產(chǎn)品在珠峰完美燃燒，每個(gè)航天人都會(huì)覺(jué)得很自豪。”邵文清也當(dāng)即向家里報(bào)喜：“奧運(yùn)圣火成功照耀珠峰，航天人25個(gè)月的努力和艱辛，化作一團(tuán)團(tuán)神奇的火焰，在世界最高峰高高升起，照亮了世界，航天人一定能行，祖國(guó)萬(wàn)歲。”

帳篷外面，印有“奧運(yùn)火·航天心”字樣的旗幟迎風(fēng)招展，與遠(yuǎn)處的珠峰交相輝映，渾然天成……