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火炬“飛揚”

2022-01-23 11:09:31
科學大觀園 2022年1期
關鍵詞:外觀設計碳纖維文化

北京2022年冬奧會和冬殘奧會火炬——“飛揚”,2021年2月4日正式問世。

“火炬是展示北京冬奧會理念和我國文化的重要載體,是北京冬奧會的愿景和精神的集中體現。”北京冬奧組委文化活動部副部長王向豫說。

火炬,是歷屆奧運會中,備受關注的元素之一。北京冬奧組委在2020年4月24日面向社會公開征集火炬外觀設計。歷時3個多月的修改和完善,經過北京冬奧組委多輪評審,“瓷火之心”方案從182個全社會有效征集方案中脫穎而出,于7月31日成為火炬外觀設計入圍方案。

在隨后一個半月的設計優化過程中,北京冬奧組委組織包括燃燒器、輕質材料、工業設計、文化等不同領域的知名專家與原作者共同組成修改組,指導3家火炬外觀設計入選方案單位進行多次深化修改工作,以進一步提升設計方案的造型創意、視覺效果和文化內涵。

由于整個團隊對北京冬奧會文化的理解和創新有一個過程,甚至改良版的設計方案一度處于落選邊緣。在距離下一個匯報節點還有兩天之時,整個團隊痛下決心,徹底清空了項目室,擦掉了此前的所有板書,重新探索更深層次的設計文化根源。

激烈的討論中,設計師逐步達成一個新的共識:隱去原方案中作為燃燒出火口的“瓷芯”,改將空心螺旋上升式的飄帶作為主特征,出火口則改在了內外飄帶的邊緣上。

盡管歷經數次徹底顛覆,然而囿于工業設計的機械化思路和創作方式,火炬內外飄帶的纏繞形態卻始終過于規則,始終與“道法自然、天人合一”的整體設計要求“可望而不可即”。一切似乎陷入困局。

當思維陷入瓶頸,在與北京冬奧組委文化活動部火炬設計修改專家林存真研討時,一片形態靈動優美的葉子,給了設計團隊新的靈感。大自然的線條,是計算機設計軟件中無法實現的。于是設計師們在白板上以“道法自然”為引,像書法一般隨意揮灑臨摹,經過無數次嘗試,終于有幾張草圖若隱若現地捕捉到了一點生命的力量。

“其實這是從漸悟到頓悟的過程。”火炬外觀設計師李劍葉回憶道。

在北京冬奧組委正式確定最終勝出方案前,最后一次匯報至關重要。在匯報前一夜,根據北京冬奧組委專家提供的設計反饋意見,抱著“背水一戰”的心態,設計師們通宵達旦工作,終于完成了3款火炬、6個方案設計。

2020年9月22日,經北京冬奧組委主席辦公會議研究,確定了現在的火炬設計方案——“飛揚”。

火炬整體外觀與北京2008年奧運會開幕式主火炬塔形態相呼應,體現了“雙奧之城”的傳承與發揚。自下而上從寓示吉祥的祥云紋樣逐漸過渡到剪紙風格的雪花圖案,旋轉上升,如絲帶飄舞,最后呈現為飛揚的火焰。祥云傳達吉祥的寓意,是北京奧運會的延續;雪花表現冬奧會的特征,是北京2022年冬奧會的創新。

火炬交接時,兩支火炬的頂部可以緊密相扣,既是設計上的巧妙創新,象征著不同文明交流互鑒,又體現出讓世界更加相知相融的北京 2022 年冬奧會愿景。

北京2022年冬奧會火炬外觀設計。

北京2022年冬殘奧會火炬外觀設計。

北京冬奧會火炬為紅色與銀色,寓意冰火相約,激情飛揚。紅色線條隨火炬轉動而上下貫通,象征著激情的冰雪賽道,也代表著永恒的火種,光明向上,表達了人類生生不息、向往和平、追求卓越的期望和奧林匹克運動的力量。

北京冬殘奧會的火炬為金色與銀色,寓意輝煌與夢想。金色線條隨火炬轉動而上下貫通,象征著激情的冰雪賽道,也代表著永恒的火種,光明向上,表達了人類生生不息、包容融合、向往和平的期望和“勇氣、決心、激勵、平等”的殘奧價值觀。

2020年12月7日,國際奧委會執委會審議通過了北京2022年冬奧會火炬設計方案。

“本次火炬的設計秉持綠色、可持續理念,力圖將藝術設計與科技創新相融合。”王向豫說。

“飛揚”火炬科技亮點之一是采用氫作為燃料。除了環保屬性外,還考慮到冬奧會火炬接力需要在低溫的環境中運行,氫燃料的特性保證了火炬能在極寒天氣中使用。

據參與研發的中國航天科技集團高級工程師韓宗捷介紹,火炬的研制過程中解決了火焰顏色與穩定性、高壓儲氫、氫能安全利用等多項技術難題。安全可靠性高,可抗風10級,可在極寒天氣中使用,減壓比高達幾百倍。在解決復雜難題的同時,兼顧了輕量化小型化外形匹配要求。

結合氫氣的特點,燃燒罐的結構、容量、壓力也都有相應的技術要求。而“飛揚”的第二個技術亮點就是火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料,火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主。

碳纖維專家、中國石化上海石化股份公司副總經理黃翔宇介紹,北京冬奧會火炬由火炬外殼和燃燒裝置組成,其中,火炬外殼由碳纖維及其復合材料制造而成,呈現出了“輕、固、美”的特點。

“輕”:碳纖維復合材料與相同體積的鋁合金比,輕了20%以上。“固”:這一材料具有高強度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、耐紫外線輻射等特點。“美”:應用了具有國際先進水平的三維立體編織成型技術,將高性能纖維編織成目前這樣具有復雜形狀的優美整體。高校、科研院所和科創企業協同努力,攻克了一系列難題,解決了碳纖維復合材料在極端條件下的應用瓶頸,實現了火炬外殼在高于800℃的氫氣燃燒環境中正常使用。破解了火炬外殼在1000℃高溫制備過程中起泡、開裂等難題。

國際奧委會執委會對此次火炬的設計給予了高度的肯定,認為這次火炬的設計再次證明了奧運會是體育與文化、藝術和科技的巧妙結合。既有文化傳承又有科技創新,中國的文化藝術得到完美展現。不僅體現了“雙奧之城”的特點,而且展現了奧林匹克的精神。

◎ 來源| 中國新聞網

◎ 圖片| 新京報

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