9月23日晚，杭州亞運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式在杭州奧體中心舉行，火炬塔以“數(shù)實(shí)結(jié)合”的方式被點(diǎn)燃?；鹁嫠麨椤板X江潮涌”，由19根彎曲的柱狀結(jié)構(gòu)組成，打破了火炬裝置固定不動(dòng)的常規(guī)。開(kāi)幕式前，新京報(bào)記者專訪杭州亞運(yùn)會(huì)火炬系統(tǒng)總工程師嚴(yán)華鋒，詳解主火炬塔裝置如何在“輕、穩(wěn)、準(zhǔn)”原則下做到優(yōu)美“舞動(dòng)”。
表面裝飾經(jīng)過(guò)十多版調(diào)整
杭州亞運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式，“數(shù)實(shí)結(jié)合”的點(diǎn)火儀式頗具創(chuàng)新，火炬塔更是別出心裁地打破了火炬裝置固定不動(dòng)的常規(guī)。但讓火炬塔動(dòng)起來(lái)并不容易，杭州亞運(yùn)會(huì)火炬系統(tǒng)總工程師、浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司總工程師嚴(yán)華鋒介紹，先后有30多名創(chuàng)意和研發(fā)人員參與設(shè)計(jì)，“如果‘錢江潮涌’不能動(dòng)，那就無(wú)法完美詮釋這一充滿活力與希望的名字。因此我們一定要讓它‘舞動(dòng)’起來(lái)，還要‘舞動(dòng)’得優(yōu)美動(dòng)人。”
嚴(yán)華鋒介紹，2021年10月接到了主火炬塔項(xiàng)目，12月1日完成現(xiàn)場(chǎng)勘察，12月8日向杭州亞組委匯報(bào)方案，12月21日完成整套圖紙。2022年4月21日，火炬塔完成了技術(shù)難度最大的6號(hào)柱，4月23日燃料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，并開(kāi)始各種測(cè)試。
開(kāi)幕式前，總導(dǎo)演、總制片人沙曉嵐介紹，火炬塔形成潮涌的造型，展示出江潮激蕩的陽(yáng)剛力量?；鹁媾_(tái)表面由鏡面材料制作，通過(guò)反射周圍光源展現(xiàn)出波光粼粼的水質(zhì)感，柔美靈動(dòng)，“一剛一柔，相輔相成，傳達(dá)的是簡(jiǎn)樸而博大的中國(guó)哲學(xué)文化?！?/p>
接受新京報(bào)采訪時(shí)，嚴(yán)華鋒透露火炬塔表面裝飾最早為L(zhǎng)ED燈板+LED燈條+穿孔板，之后穿孔板改為實(shí)體板，接著表面波紋的形狀、深淺、大小不斷調(diào)整優(yōu)化，經(jīng)歷了十多版方案調(diào)整，最終定為鏡面波紋板材質(zhì)。
與大多數(shù)運(yùn)動(dòng)會(huì)開(kāi)幕式不同，杭州亞運(yùn)會(huì)火炬塔安裝在觀眾席，觀眾席載荷為300公斤/平方米，這要求火炬塔裝置一定要“輕、穩(wěn)、準(zhǔn)”，既要有力量感，又要輕巧靈活。既要有能抵抗臺(tái)風(fēng)的穩(wěn)定性，又要有毫米級(jí)的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性。
嚴(yán)華鋒透露，打造強(qiáng)有力的火炬群需要較粗壯的鋼結(jié)構(gòu)，這不符合“輕、穩(wěn)、準(zhǔn)”的要求。為此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)，不同部位的載荷精準(zhǔn)分析計(jì)算，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)逐級(jí)減小的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，大大減輕了整體重量。同時(shí)，采用高性能電機(jī)提高機(jī)械性能，并利用高精度全自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備來(lái)生產(chǎn)制作高精度滾珠絲桿等精密零部件。此外，還采用模塊化設(shè)計(jì)，綜合考慮系統(tǒng)對(duì)象，把系統(tǒng)按功能分解成不同用途和性能的模塊，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試。
多重保險(xiǎn)應(yīng)對(duì)一切突發(fā)狀況
想讓“錢江潮涌”優(yōu)美地動(dòng)起來(lái)，嚴(yán)華鋒和團(tuán)隊(duì)做了很多工作，這其中涉及了仿生機(jī)械骨骼系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)裝飾系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)。嚴(yán)華鋒介紹，團(tuán)隊(duì)最終是運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)打造機(jī)械系統(tǒng)，采用輕量化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，巧妙地在不同載荷區(qū)域逐漸更換“骨骼”大小，確?；鹁嬖诿恳粋€(gè)動(dòng)作中都精準(zhǔn)無(wú)誤。
當(dāng)然，精準(zhǔn)的動(dòng)作離不開(kāi)精密的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?；鹁嫠黧w驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用精密滾珠絲桿結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效消除運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的徑向位移晃動(dòng)和偏轉(zhuǎn)力?！拔覀冞€通過(guò)16段柔性分段方式，讓骨骼的最大伸展高度達(dá)到19.6米，并兼具了能夠從完全圓形到直線的機(jī)制轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了舞臺(tái)上的流暢舞動(dòng)。”嚴(yán)華鋒介紹。
為了確保演出順利進(jìn)行，工程師還對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了冗余設(shè)計(jì)。嚴(yán)華鋒表示即使前端電機(jī)失效，備份電機(jī)也能保障系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，“倘若備份電機(jī)也失效了，我們還有電動(dòng)手搖扳手作為最后防線，多道保險(xiǎn)足以應(yīng)對(duì)可能突發(fā)的一切狀況，只為保障火炬的完美演繹?！?/p>
“錢江潮涌”的美不僅在機(jī)械系統(tǒng)，還在其擁有的超強(qiáng)的智慧大腦控制系統(tǒng)。作為火炬塔的神經(jīng)中樞，該系統(tǒng)能同時(shí)控制機(jī)械、燃燒、燈光、裝飾這四大系統(tǒng)的運(yùn)作，通過(guò)與各個(gè)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享與交流，精準(zhǔn)地指揮每個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。
同時(shí)，智慧大腦控制系統(tǒng)還能實(shí)時(shí)收集并分析各種數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度等環(huán)境安全數(shù)據(jù)，確保所有設(shè)備都在最佳狀態(tài)。嚴(yán)華鋒介紹，為確?！按竽X”運(yùn)行絕對(duì)安全，采用了安全軸控制器。同時(shí)，主備控制系統(tǒng)也被集成在一個(gè)操作系統(tǒng)中，它們相互獨(dú)立，又相互兼容。如果主系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，備份系統(tǒng)能夠立即接管，整個(gè)切換過(guò)程自動(dòng)完成，不需要人工干預(yù)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
除了超強(qiáng)大腦，“潮涌”的另一大特點(diǎn)是數(shù)字孿生，不僅提高了火炬塔的設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)效率，還增強(qiáng)了整體安全性和創(chuàng)新性，大大降低了遠(yuǎn)程調(diào)整和故障排除的難度，減少了故障停機(jī)時(shí)間。嚴(yán)華鋒稱，通過(guò)與自動(dòng)化系統(tǒng)的緊密結(jié)合，在數(shù)字孿生賦能下，智慧大腦控制系統(tǒng)變得更加聰明和智能。
新京報(bào)記者孫海光 俞金旻
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