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亚运会主火炬塔揭秘：“钱江潮涌”是如何“舞动”起来的？

杭州亚运会主火炬被点燃。 新京报记者 王贵彬 摄

9月23日晚，杭州亚运会开幕式在杭州奥体中心举行，火炬塔以“数实结合”的方式被点燃。火炬塔名为“钱江潮涌”，由19根弯曲的柱状结构组成，打破了火炬装置固定不动的常规。开幕式前，新京报记者专访杭州亚运会火炬系统总工程师严华锋，详解主火炬塔装置如何在“轻、稳、准”原则下做到优美“舞动”。

表面装饰经过十多版调整

杭州亚运会开幕式，“数实结合”的点火仪式颇具创新，火炬塔更是别出心裁地打破了火炬装置固定不动的常规。但让火炬塔动起来并不容易，杭州亚运会火炬系统总工程师、浙江大丰实业股份有限公司总工程师严华锋介绍，先后有30多名创意和研发人员参与设计，“如果‘钱江潮涌’不能动，那就无法完美诠释这一充满活力与希望的名字。因此我们一定要让它‘舞动’起来，还要‘舞动’得优美动人。”

严华锋介绍，2021年10月接到了主火炬塔项目，12月1日完成现场勘察，12月8日向杭州亚组委汇报方案，12月21日完成整套图纸。2022年4月21日，火炬塔完成了技术难度最大的6号柱，4月23日燃料到达现场，并开始各种测试。

开幕式前，总导演、总制片人沙晓岚介绍，火炬塔形成潮涌的造型，展示出江潮激荡的阳刚力量。火炬台表面由镜面材料制作，通过反射周围光源展现出波光粼粼的水质感，柔美灵动，“一刚一柔，相辅相成，传达的是简朴而博大的中国哲学文化。”

接受新京报采访时，严华锋透露火炬塔表面装饰最早为LED灯板+LED灯条+穿孔板，之后穿孔板改为实体板，接着表面波纹的形状、深浅、大小不断调整优化，经历了十多版方案调整，最终定为镜面波纹板材质。

与大多数运动会开幕式不同，杭州亚运会火炬塔安装在观众席，观众席载荷为300公斤/平方米，这要求火炬塔装置一定要“轻、稳、准”，既要有力量感，又要轻巧灵活。既要有能抵抗台风的稳定性，又要有毫米级的运动准确性。

严华锋透露，打造强有力的火炬群需要较粗壮的钢结构，这不符合“轻、稳、准”的要求。为此，设计团队进行了轻量化设计，不同部位的载荷精准分析计算，采用机械结构逐级减小的方式进行设计，大大减轻了整体重量。同时，采用高性能电机提高机械性能，并利用高精度全自动生产设备来生产制作高精度滚珠丝杆等精密零部件。此外，还采用模块化设计，综合考虑系统对象，把系统按功能分解成不同用途和性能的模块，便于现场安装、调试。

杭州亚运会火炬系统总工程师严华锋在工作中。 受访者供图

多重保险应对一切突发状况

想让“钱江潮涌”优美地动起来，严华锋和团队做了很多工作，这其中涉及了仿生机械骨骼系统、动态装饰系统和燃烧系统。严华锋介绍，团队最终是运用数字孪生技术打造机械系统，采用轻量化设计结构，巧妙地在不同载荷区域逐渐更换“骨骼”大小，确保火炬在每一个动作中都精准无误。

当然，精准的动作离不开精密的驱动机构。火炬塔主体驱动机构采用精密滚珠丝杆结构，其优点在于能够有效消除运动过程中的径向位移晃动和偏转力。“我们还通过16段柔性分段方式，让骨骼的最大伸展高度达到19.6米，并兼具了能够从完全圆形到直线的机制转换，实现了舞台上的流畅舞动。”严华锋介绍。

为了确保演出顺利进行，工程师还对驱动系统进行了冗余设计。严华锋表示即使前端电机失效，备份电机也能保障系统继续运行，“倘若备份电机也失效了，我们还有电动手摇扳手作为最后防线，多道保险足以应对可能突发的一切状况，只为保障火炬的完美演绎。”

“钱江潮涌”的美不仅在机械系统，还在其拥有的超强的智慧大脑控制系统。作为火炬塔的神经中枢，该系统能同时控制机械、燃烧、灯光、装饰这四大系统的运作，通过与各个系统间的数据共享与交流，精准地指挥每个系统的运作。

同时，智慧大脑控制系统还能实时收集并分析各种数据，比如温度、湿度等环境安全数据，确保所有设备都在最佳状态。严华锋介绍，为确保“大脑”运行绝对安全，采用了安全轴控制器。同时，主备控制系统也被集成在一个操作系统中，它们相互独立，又相互兼容。如果主系统出现问题，备份系统能够立即接管，整个切换过程自动完成，不需要人工干预，大大提高了系统的可靠性。

除了超强大脑，“潮涌”的另一大特点是数字孪生，不仅提高了火炬塔的设计、操作和维护效率，还增强了整体安全性和创新性，大大降低了远程调整和故障排除的难度，减少了故障停机时间。严华锋称，通过与自动化系统的紧密结合，在数字孪生赋能下，智慧大脑控制系统变得更加聪明和智能。

新京报记者孙海光 俞金旻

编辑 张云锋

校对 卢茜