3吨重，奥运五环“破冰而出”闪耀中国科技

奥运五环标志的展示，是奥运会开幕式重要的一个仪式环节。在北京2022年冬奥会开幕式上，再次呈现了以科技手段辅助的文化视觉盛宴，“奥运五环”的出场和展示更是让人印象深刻：银河般的瀑布从天而降凝结成冰，近3层楼高的BLF在40余秒内破冰而出，它“肚子”里还内有乾坤，藏着奥运标志五环。绚丽的激光打在BLF上雕刻出晶莹剔透的五环，在音乐烘托下五环于碎冰中徐徐升起，宛如夜空中璀璨的恒星，将开幕式气氛推向高潮。

航天标准定义设计与精度

五环惊艳登场瞬间的背后，却是在航天系统工程的千锤百炼中诞生的。

它是怎么完成的呢？来听听设计人员的介绍。

中国运载火箭技术研究院所属北京长征天民高科技有限公司技术总监申纪刚介绍说，五环的结构特点是异形、大跨距、低刚度，它的设计和火箭研制异曲同工，对重量和精度要求都非常苛刻。

我们参照了航天结构设计的一些方法，为五环研制了骨骼——铝合金桁架结构，衣服——LED显示屏，外套——扩散板，让五环也跟火箭的箭体一样，既坚又轻。

项目经理王铂说，五环要在整个地面系统的最大升降装置——BLF中升起，每一个过程都要配合的严丝合缝。研制团队在场地受限等情况下，通过精确控制315KW电机，驱动16条链条、16条钢丝绳组成的4套同步传动单元，让升降精度控制在毫米级。

跟火箭一样抗风

我国新一代运载火箭都具备很强的抗风能力，设计人员将这种能力也赋予给了五环，使悬吊高度为13米的奥运标志，在仪式中即便遇到6级强风，也定力十足。

五环重量约为3吨，厚度仅350毫米，如此超薄的大尺寸装置在高空迅速地升降，在强风面前如同一张纸，很容易发生起竖和侧翻等现象。

技术总体赵劲彪说，让五环安全地吊起来，核心是调控好产品形状，其次是确定吊点。为了实现最美的视觉效果，导演要求只能使用两个吊点。项目团队通过大量计算和试验，精准确定吊点，实现了高空威亚平稳吊起五环并升到预定高度，与五星红旗交相辉映的演出效果。

堪比火箭的可靠性设计

航天系统工程研制中，可靠性设计也是重中之重，也常常提到，冗余，它意味着有备份！更可靠！

长征二号F火箭在2021年承担载人航天工程任务中，准备了一发备箭站岗，而五环设计中，也有“备件”。

五环采用了大量LED屏幕，如果某一个单元的灯珠临时“生病”怎么办？我们采用了双屏冗余的异形拼接LED可编程显示装置，一套有问题另一套屏幕马上能顶上。还有双播控系统……当一个系统出现故障的时候，备份系统可以无延时切换。

为确保五环展示环节的成功，火箭院冬奥团队按航天系统工程方法，对标航天质量控制、风险控制、设计优化等要求，进行了上千次的虚拟仿真试验，最终呈现了不一样的五环，不一样的航天技术。

正是，航天科技为艺术提供了更多的表现手段和实现的可能性，艺术又将灵感和生命力还与航天，二者彼此给予又相互融合。

作者：通讯员 王海露 记者 赵征南

编辑：赵征南