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北京冬奥会火炬“飞扬”背后的故事

来源:博物馆 发布日期:2021-02-22 08:14 访问量:
    随着北京2022年冬奥会和冬残奥会火炬“飞扬”在冬奥倒计时一周年正式发布,北京成为奥运历史上首座“双奥之城”的时刻更加临近。火炬表面自下而上从祥云纹样逐渐过渡到剪纸风格的雪花图案,镌刻了城市从夏奥到冬奥的脚步,也见证了从2008年北京奥运会开始,播种在人们心中的奥运情结。

“2008年我参与过奥运筹备工作,所以知道冬奥会肯定会有火炬外观设计项目。”13年前,饶杰是北京奥组委对外联络部的工作人员,身为奥运人,他对奥运会有着特殊的情结,因此,当去年4月24日北京冬奥组委面向社会公开征集火炬外观设计方案时,他第一时间捕捉到这一消息,把参与征集的任务带到团队,“初始十几个人,就想为北京冬奥会做点事儿”。

去年7月31日,经过北京冬奥组委多轮评审,火炬“飞扬”的前身“瓷火之心”从182个有效方案中脱颖而出,入围火炬外观设计候选方案。“设计团队还没来得及相互祝贺,所有人就清晰地意识到,此时此刻,才是项目真正开始的时候。未来将面临重重挑战,方案的入围只是一个起点。”火炬团队项目负责人饶杰在回忆时说。

入围后,大量修改工作扑面而来,比最初设计原方案更加煎熬。北京冬奥会火炬外观设计师李剑叶记得,电影《我和我的祖国》有个镜头让他触动,一面被风吹得飘扬的五星红旗从画面左边慢慢进画,“很是浪漫”,他想让笔下的火炬呈现出这样红旗漫卷、向上飘扬的感觉。

可动态的“感觉”并不容易呈现,组委会建议“进一步打开思路”。团队开始了一个半月的反复改良,设计师们笑言,那段时间被“逼”到“熬夜听郭德纲”。在距离下一个汇报节点还有两天时,团队痛下决心,彻底清空了项目室,擦掉了此前的所有板书,重新探索更深层次的设计文化根源,这次“决绝”后,一个新的共识达成:隐去原方案中作为燃烧出火口的“瓷芯”,改将空心螺旋上升式的飘带作为主特征,出火口则改在了内外飘带的边缘上。

可问题又出现了。囿于工业设计的机械化思路和创作方式,火炬内外飘带的缠绕形态始终过于规则,很难达到“道法自然、天人合一”的整体设计要求。“以前的项目基本都知道该往哪儿走,但这次完全没有方向感。”李剑叶透露,在最迷茫的时刻,一片叶子成了“救命稻草”。

团队与北京冬奥组委文化活动部火炬设计修改组专家林存真研讨时,办公桌上的一盆绿植吸引了林存真注意,绿植上一片枯叶落下,卷曲的形态恰似正在让大家一筹莫展的火炬,“大自然的线条,是计算机设计软件中无法实现的。”林存真说。叶子自然的线条看起来很有生命力,瞬间打破了设计图纸上的“规律和工业感”,“这让我们很兴奋,赶紧拍了视频传回去开始研究。”饶杰记得,大家在白板上画了很多草图,尝试去捕捉这种生动的感觉,在去年8月底到9月初的这一周里,团队几乎每天都能提交新的修改方案。

最终,“飞扬”内外飘带结合的造型,把火炬从原来比较完整的封闭形状变成了一个开放的形状,设计“没有一根直线条”让火炬呈现出动感,蜿蜒的红色主线贯穿整个火炬,“像赛道,也有山峦的感觉,还像长城,暗示了主办环境氛围。”李剑叶表示,盘旋向上的造型有生生不息的寓意,也决定了火燃烧的形态将不同以往,“传统的火炬是一团火,但‘飞扬’像一条火龙一样盘旋着往上走,而且可以通过一些设计的小细节去控制,让火从小慢慢变大,到顶端的时候变得更有活力。”

然而,艺术设计还需要科技创新辅助落地。北京冬奥组委文化活动部副部长王向豫表示,除了二者融合,北京冬奥会火炬的设计还需秉持绿色、可持续理念。采用氢作为燃料就是“飞扬”的科技亮点之一,既能满足环保属性,也符合冬奥会火炬接力需要在低温环境中运行的现实要求,氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用。

“氢能在燃烧时,它的燃烧产物只有水,没有二氧化碳,是一个完全零排放能源。”中国航天科技集团高级工程师韩宗捷表示,但这个选择也带来了不少难题,首当其冲就是火焰的颜色问题,“氢气的火焰在日光下是不可见的,因此,我们在研制的过程中,首先研制了一种可以调节氢气火焰颜色的配方,去让它在日光下具有可见的火焰颜色。”其次,火焰的稳定性会遇到挑战,“特别是在冬奥会的火炬传递过程中,会有很多高速运动场景或者大风环境。通过研制,实现了火炬在100公里每小时的大风状态下,火焰能稳定燃烧。”此外,手持火炬内部空间狭小,高压储氢是现实问题,“我们研制了一款轻量化、小型化氢气减压装置,对高压氢气进行减压”。

攻克重重难关后,“飞扬”不仅安全可靠性高,可抗风10级,可在极寒天气中使用,还兼顾了轻量化、小型化的外形匹配要求。

“飞扬”的另一大技术亮点则是火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料,火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。据碳纤维专家、中国石化上海石化股份公司副总经理黄翔宇介绍,“轻、固、美”正是由碳纤维及其复合材料制成的外壳呈现出的特点。

“密度只有钢的1/4,强度是钢的6~7倍。”黄翔宇表示,轻而强是碳纤维最大的特点,因此,与传统奥运火炬采用金属不同,碳纤维在“飞扬”找到用武之地。黄翔宇解释,“轻”指的是碳纤维复合材料与相同体积的铝合金比,轻了20%以上。而“固”是因为这一材料具有高强度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、耐紫外线辐射等特点,“美”则是应用了具有国际先进水平的三维立体编织成型技术,将高性能纤维编织成目前这样具有复杂形状的优美整体。

可“黑科技”的应用背后,同样需要攻克一系列难题。在高校、科研院所和科创企业协同努力下,解决了碳纤维复合材料在极端条件下的应用瓶颈,实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用,破解了火炬外壳在1000℃高温制备过程中起泡、开裂等困境,最终才保证了北京冬奥会和冬残奥会火炬文艺外表下跳动的一颗“科技心”。 

(转自南京奥林匹克博物馆官网)

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