2007年4月27日晚上,北京2008年奥运会火炬“祥云”的设计方案终于揭晓。它那美丽的外形,一亮相便“艳惊四座”,但除此之外,你可知它的技术方案也是经过层层筛选,以及反复的试验和比较,才有了现在这个处处体现“科技奥运”,以及“绿色奥运”理念的火炬,其燃烧技术和燃料运用方面的科技含量更是超越了历届火炬,达到了新的高度。
稳定燃烧
奥运会火炬在传递过程中,可能面临各种气候条件,这就需要“祥云”有一颗“可靠的心脏”——由燃烧器、稳压装置、燃料罐三个部分所组成的燃烧系统。当稳压阀打开后,燃料以气态形式从燃料罐里出来,然后经过稳压装置及其回热管部分,冲出阀门后再“兵分两路”,进入燃烧器的两个部分——一路流到预燃室,另外一路流到主燃室。到达预燃室的燃气与空气形成预混火焰,这可以保持稳定的燃烧;到达主燃室的燃气,则将与外界空气进行补燃,形成饱满的火焰,火焰高度可以保持在25~30cm,并能持续一定的燃烧时间——这种两室分离的双火焰方案在奥运火炬的设计上尚属首次——如此一来,因为预燃室的火焰被隔离地埋在火炬顶端下方,便不受外界大风大雨的影响,同时它的火焰还能持续点燃主燃室,保持主燃室的火不熄灭,进而衍生出熊熊烈焰。这样便在保证火炬视觉效果的同时,又减少了恶劣天气对其的影响。据实验,即便遇到65km/h的强风和50mm/h的大雨的天气状况,火炬仍能继续燃烧。
绿色燃料
与往届奥运会火炬的混合燃料不同,“祥云”的燃料用的是丙烷。丙烷燃烧只生成水和二氧化碳,不会污染环境,符合“绿色奥运”的要求。此外,由于火炬要在世界各地传递,有的地方温度高,有的温度低,而丙烷适合燃烧的温度范围较宽,能适应各地的气温。同时,丙烷气体燃烧的火焰颜色为亮黄色,这种颜色具有极佳的可视性,在强光和日光情况下均可识别,便于电视转播、新闻摄影的需要。
据计算,当燃料温度至20℃时,燃料罐内的丙烷燃料会产生10个标准大气压(1个标准大气压=1.01325×105Pa)的压力,有人担心燃料罐会爆裂,实际上,虽然体积不大,质量也很轻,但燃料罐承受150个标准大气压完全没问题,更不必担心火炬燃料因压力过大产生外泄,因为“祥云”的工业设计都是按照严密的标准,每一个连接处都得到了充分考虑,比如燃气罐采用螺纹连接等。如此的特殊结构还能保证火炬意外跌落时仍能继续燃烧。