亞運會主火炬塔揭秘：「錢江潮湧」是如何「舞動」起來的？

9月23日晚，杭州亞運會開幕禮在杭州奧體中心舉行，火炬塔以「數實結合」的方式被點燃。火炬塔名為「錢江潮湧」，由19根彎曲的柱狀結構組成，打破了火炬裝置固定不動的常規。開幕禮前，新京報記者專訪杭州亞運會火炬系統總工程師嚴華鋒，詳解主火炬塔裝置如何在「輕、穩、準」原則下做到優美「舞動」。

表面裝飾經過十多版調整

杭州亞運會開幕禮，「數實結合」的點火儀式頗具創新，火炬塔更是別出心裁地打破了火炬裝置固定不動的常規。但讓火炬塔動起來並不容易，杭州亞運會火炬系統總工程師、浙江大豐實業股份有限公司總工程師嚴華鋒介紹，先後有30多名創意和研發人員參與設計，「如果‘錢江潮湧’不能動，那就無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’起來，還要‘舞動’得優美動人。」

嚴華鋒介紹，2021年10月接到了主火炬塔項目，12月1日完成現場勘察，12月8日向杭州亞組委彙報方案，12月21日完成整套圖紙。2022年4月21日，火炬塔完成了技術難度最大的6號柱，4月23日燃料到達現場，並開始各種測試。

開幕禮前，總導演、總製片人沙曉嵐介紹，火炬塔形成潮湧的造型，展示出江潮激盪的陽剛力量。火炬台表面由鏡面材料製作，通過反射周圍光源展現出波光粼粼的水質感，柔美靈動，「一剛一柔，相輔相成，傳達的是簡樸而博大的中國哲學文化。」

接受新京報採訪時，嚴華鋒透露火炬塔表面裝飾最早為LED燈板+LED燈條+穿孔板，之後穿孔板改為實體板，接著表面波紋的形狀、深淺、大小不斷調整優化，經歷了十多版方案調整，最終定為鏡面波紋板材質。

與大多數運動會開幕禮不同，杭州亞運會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、準」，既要有力量感，又要輕巧靈活。既要有能抵抗颱風的穩定性，又要有毫米級的運動準確性。

嚴華鋒透露，打造強有力的火炬群需要較粗壯的鋼結構，這不符合「輕、穩、準」的要求。為此，設計團隊進行了輕量化設計，不同部位的載荷精準分析計算，採用機械結構逐級減小的方式進行設計，大大減輕了整體重量。同時，採用高性能電機提高機械性能，並利用高精度全自動生產設備來生產製作高精度滾珠絲杆等精密零部件。此外，還採用模塊化設計，綜合考慮系統對象，把系統按功能分解成不同用途和性能的模塊，便於現場安裝、調試。

多重保險應對一切突髮狀況

想讓「錢江潮湧」優美地動起來，嚴華鋒和團隊做了很多工作，這其中涉及了仿生機械骨骼系統、動態裝飾系統和燃燒系統。嚴華鋒介紹，團隊最終是運用數字孿生技術打造機械系統，採用輕量化設計結構，巧妙地在不同載荷區域逐漸更換「骨骼」大小，確保火炬在每一個動作中都精準無誤。

當然，精準的動作離不開精密的驅動機構。火炬塔主體驅動機構採用精密滾珠絲杆結構，其優點在於能夠有效消除運動過程中的徑向位移晃動和偏轉力。「我們還通過16段柔性分段方式，讓骨骼的最大伸展高度達到19.6米，並兼具了能夠從完全圓形到直線的機制轉換，實現了舞台上的流暢舞動。」嚴華鋒介紹。

為了確保演出順利進行，工程師還對驅動系統進行了冗餘設計。嚴華鋒表示即使前端電機失效，備份電機也能保障系統繼續運行，「倘若備份電機也失效了，我們還有電動手搖扳手作為最後防線，多道保險足以應對可能突發的一切狀況，只為保障火炬的完美演繹。」

「錢江潮湧」的美不僅在機械系統，還在其擁有的超強的智慧大腦控制系統。作為火炬塔的神經中樞，該系統能同時控制機械、燃燒、燈光、裝飾這四大系統的運作，通過與各個系統間的數據共享與交流，精準地指揮每個系統的運作。

同時，智慧大腦控制系統還能實時收集並分析各種數據，比如溫度、濕度等環境安全數據，確保所有設備都在最佳狀態。嚴華鋒介紹，為確保「大腦」運行絕對安全，採用了安全軸控製器。同時，主備控制系統也被集成在一個操作系統中，它們相互獨立，又相互兼容。如果主系統出現問題，備份系統能夠立即接管，整個切換過程自動完成，不需要人工干預，大大提高了系統的可靠性。

除了超強大腦，「潮湧」的另一大特點是數字孿生，不僅提高了火炬塔的設計、操作和維護效率，還增強了整體安全性和創新性，大大降低了遠程調整和故障排除的難度，減少了故障停機時間。嚴華鋒稱，通過與自動化系統的緊密結合，在數字孿生賦能下，智慧大腦控制系統變得更加聰明和智能。

新京報記者孫海光 俞金旻

編輯 張雲鋒

校對 盧茜