北京冬奧會火炬。北京冬奧組委供圖

随着北京2022年冬奧會和冬殘奧會火炬“飛揚”在冬奧倒計時一周年正式發布，北京成為奧運曆史上首座“雙奧之城”的時刻更加臨近。火炬表面自下而上從祥雲紋樣逐漸過渡到剪紙風格的雪花圖案，镌刻了城市從夏奧到冬奧的腳步，也見證了從2008年北京奧運會開始，播種在人們心中的奧運情結。

“2008年我參與過奧運籌備工作，所以知道冬奧會肯定會有火炬外觀設計項目。”13年前，饒傑是北京奧組委對外聯絡部的工作人員，身為奧運人，他對奧運會有着特殊的情結，因此，當去年4月24日北京冬奧組委面向社會公開征集火炬外觀設計方案時，他第一時間捕捉到這一消息，把參與征集的任務帶到團隊，“初始十幾個人，就想為北京冬奧會做點事兒”。

去年7月31日，經過北京冬奧組委多輪評審，火炬“飛揚”的前身“瓷火之心”從182個有效方案中脫穎而出，入圍火炬外觀設計候選方案。“設計團隊還沒來得及相互祝賀，所有人就清晰地意識到，此時此刻，才是項目真正開始的時候。未來将面臨重重挑戰，方案的入圍隻是一個起點。”火炬團隊項目負責人饒傑在回憶時說。

入圍後，大量修改工作撲面而來，比最初設計原方案更加煎熬。北京冬奧會火炬外觀設計師李劍葉記得，電影《我和我的祖國》有個鏡頭讓他觸動，一面被風吹得飄揚的五星紅旗從畫面左邊慢慢進畫，“很是浪漫”，他想讓筆下的火炬呈現出這樣紅旗漫卷、向上飄揚的感覺。

可動态的“感覺”并不容易呈現，組委會建議“進一步打開思路”。團隊開始了一個半月的反複改良，設計師們笑言，那段時間被“逼”到“熬夜聽郭德綱”。在距離下一個彙報節點還有兩天時，團隊痛下決心，徹底清空了項目室，擦掉了此前的所有闆書，重新探索更深層次的設計文化根源，這次“決絕”後，一個新的共識達成：隐去原方案中作為燃燒出火口的“瓷芯”，改将空心螺旋上升式的飄帶作為主特征，出火口則改在了内外飄帶的邊緣上。

可問題又出現了。囿于工業設計的機械化思路和創作方式，火炬内外飄帶的纏繞形态始終過于規則，很難達到“道法自然、天人合一”的整體設計要求。“以前的項目基本都知道該往哪兒走，但這次完全沒有方向感。”李劍葉透露，在最迷茫的時刻，一片葉子成了“救命稻草”。

團隊與北京冬奧組委文化活動部火炬設計修改組專家林存真研讨時，辦公桌上的一盆綠植吸引了林存真注意，綠植上一片枯葉落下，卷曲的形态恰似正在讓大家一籌莫展的火炬，“大自然的線條，是計算機設計軟件中無法實現的。”林存真說。葉子自然的線條看起來很有生命力，瞬間打破了設計圖紙上的“規律和工業感”，“這讓我們很興奮，趕緊拍了視頻傳回去開始研究。”饒傑記得，大家在白闆上畫了很多草圖，嘗試去捕捉這種生動的感覺，在去年8月底到9月初的這一周裡，團隊幾乎每天都能提交新的修改方案。

最終，“飛揚”内外飄帶結合的造型，把火炬從原來比較完整的封閉形狀變成了一個開放的形狀，設計“沒有一根直線條”讓火炬呈現出動感，蜿蜒的紅色主線貫穿整個火炬，“像賽道，也有山巒的感覺，還像長城，暗示了主辦環境氛圍。”李劍葉表示，盤旋向上的造型有生生不息的寓意，也決定了火燃燒的形态将不同以往，“傳統的火炬是一團火，但‘飛揚’像一條火龍一樣盤旋着往上走，而且可以通過一些設計的小細節去控制，讓火從小慢慢變大，到頂端的時候變得更有活力。”

然而，藝術設計還需要科技創新輔助落地。北京冬奧組委文化活動部副部長王向豫表示，除了二者融合，北京冬奧會火炬的設計還需秉持綠色、可持續理念。采用氫作為燃料就是“飛揚”的科技亮點之一，既能滿足環保屬性，也符合冬奧會火炬接力需要在低溫環境中運行的現實要求，氫燃料的特性保證了火炬能在極寒天氣中使用。

“氫能在燃燒時，它的燃燒産物隻有水，沒有二氧化碳，是一個完全零排放能源。”中國航天科技集團高級工程師韓宗捷表示，但這個選擇也帶來了不少難題，首當其沖就是火焰的顔色問題，“氫氣的火焰在日光下是不可見的，因此，我們在研制的過程中，首先研制了一種可以調節氫氣火焰顔色的配方，去讓它在日光下具有可見的火焰顔色。”其次，火焰的穩定性會遇到挑戰，“特别是在冬奧會的火炬傳遞過程中，會有很多高速運動場景或者大風環境。通過研制，實現了火炬在100公裡每小時的大風狀态下，火焰能穩定燃燒。”此外，手持火炬内部空間狹小，高壓儲氫是現實問題，“我們研制了一款輕量化、小型化氫氣減壓裝置，對高壓氫氣進行減壓”。

攻克重重難關後，“飛揚”不僅安全可靠性高，可抗風10級，可在極寒天氣中使用，還兼顧了輕量化、小型化的外形匹配要求。

“飛揚”的另一大技術亮點則是火炬外殼采用了重量輕的耐高溫碳纖維材料，火炬燃燒罐也以碳纖維材質為主。據碳纖維專家、中國石化上海石化股份公司副總經理黃翔宇介紹，“輕、固、美”正是由碳纖維及其複合材料制成的外殼呈現出的特點。

“密度隻有鋼的1/4，強度是鋼的6~7倍。”黃翔宇表示，輕而強是碳纖維最大的特點，因此，與傳統奧運火炬采用金屬不同，碳纖維在“飛揚”找到用武之地。黃翔宇解釋，“輕”指的是碳纖維複合材料與相同體積的鋁合金比，輕了20%以上。而“固”是因為這一材料具有高強度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、耐紫外線輻射等特點，“美”則是應用了具有國際先進水平的三維立體編織成型技術，将高性能纖維編織成目前這樣具有複雜形狀的優美整體。

可“黑科技”的應用背後，同樣需要攻克一系列難題。在高校、科研院所和科創企業協同努力下，解決了碳纖維複合材料在極端條件下的應用瓶頸，實現了火炬外殼在高于800℃的氫氣燃燒環境中正常使用，破解了火炬外殼在1000℃高溫制備過程中起泡、開裂等困境，最終才保證了北京冬奧會和冬殘奧會火炬文藝外表下跳動的一顆“科技心”。（記者 梁璇）

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