冬奧開幕式點火儀式背後的馭風人

　　北京2022年冬奧會開幕式上，最後一棒火炬留在「大雪花」中心，伴隨著音樂，主火炬緩緩升至高空，當看到這一幕時，李波和他的團隊備感自豪與欣慰。

　　李波是中國冰雪科學家、北京交通大學風洞實驗室主任，他的團隊因為了解風、分析風、利用風，被稱為冬奧會中的「馭風人」。早在2021年7月，他便接到通知，參加驗證「大雪花」的點火方案。經過團隊半年多的試驗，他們終於讓「微火」在高空安然綻放。李波向新京報記者道出了這背後保守了8個月之久的「秘密」。

　　風力數據

　　風場觀測數據派上大用場

　　李波帶領風洞團隊和風「死磕」，不僅給出場館設計的風荷載，提出最佳抗風方案，還利用風洞對運動員的姿態、隊列進行風阻優化，提高比賽成績。冬奧會開幕式點火儀式背後更有他們付出的努力。

　　李波介紹，早在去年1月初，火炬團隊對接風洞實驗室，希望「讓風的影響消失」。2021年7月敲定點火方案后，風洞團隊應邀做抗風測試。

　　「和最後呈現的形式不同，原方案是將水平放置的大雪花從地面吊起，呈傾斜狀態，火炬手將火炬插入，然後繼續提升至豎直狀態。但我們認為懸挂的雪花相當於一個大擺錘。」李波認為，要保障運動員成功插入手持火炬，將風的干擾降到最低是關鍵，他們立馬組成了攻關團隊設計方案。

　　測試要解決兩個科學問題，評估在開幕式的時間段，「鳥巢」這種開敞式場館有沒有風？風有多大？

　　「當時是夏季，沒法預判冬季的情況，需要歷史氣象數據。但數據從哪來？」李波笑著說，正發愁時，突然想到，馬甸橋附近有一個觀測塔，早在2012年，風洞實驗室便和中科院大氣物理所合作，對城市中心區的氣象情況和風場進行觀測。「多年來一直觀測收集數據，沒想到派上了大用場。」

　　模型測試

　　鋁合金3D列印「大雪花」

　　拿到北京氣象數據后，團隊第一時間搭建好國家體育場（鳥巢）的模型，通過風洞試驗，確定「鳥巢」內場的風場特徵，保障提前五個月進行各項測試工作。在場館外不同級別的風力下，針對「鳥巢」場館內的氣流來源和流向，科學家們給出了科學數據。

　　第二個要解決的難題是「大雪花」的風洞試驗模型。李波介紹，「大雪花」結構複雜，用傳統方式難以搭建，團隊決定採用3D列印技術，但模型有一米高，厚度卻只有幾厘米，傳統樹脂材料做的「大雪花」太軟。於是，經歷多種材料的嘗試后，採用鋁合金3D列印，製作出了試驗所需的高保真縮尺模型，「測試時，主火炬設計團隊看到模型都嚇了一跳，說太逼真了。」

　　剩下的就是科學家們擅長的事兒，測量「大雪花」載荷、在氣流下的振動幅度。李波說，火炬設計團隊期望越簡單越好，懸挂雪花、無需在地面安裝支架是理想情況，但測試后發現，雪花的擺動幅度高達一米到兩米，火炬手無法在這個幅度下插入火炬。

　　最終科學家們用縝密的科學數據說服了設計團隊。設計團隊將原方案調整為「懸挂+支架」的方式，保證了穩定性，確保點火儀式順利進行。

　　抗風考驗

　　按不同狀態進行抗風設計

　　在「鳥巢」外的北京賽區頒獎廣場上，冬奧「雪花」火炬台閃閃發光。在延慶賽區和張家口賽區也有同樣的火炬台，這三個火炬台背後都凝結著「馭風人」的心血。它們與「鳥巢」上空的「大雪花」相互輝映。

　　火炬台的造型在開幕式主火炬的基礎上增加了環繞的「銀絲帶」。李波介紹，「銀絲帶」有10米高，支點非常少，而且採用的是異型薄壁結構，對風荷載十分敏感。在處理完主火炬的問題后，他和團隊便馬不停蹄投入到三個火炬台的測試中。

　　三大賽區火炬台是永久性建築，根據火炬台的功能，李波團隊提出按照旋轉的工作狀態和靜止的極限狀態分別進行抗風設計，通過不斷優化迭代，保障了建築的安全穩固，「我們要做的就是兼顧安全和經濟。」

　　在開幕式前的幾天里，不在綵排現場的李波一直關心著北京的風。「2月3日那天，北京颳了很大的風，我還有點擔心，看到下午風力降下來，心裏踏實了。」李波笑道，在開幕式順利舉行后，他也收到了火炬團隊的感謝，能夠參與這種意義重大的項目，自己和團隊都感到十分榮幸。

　　本版采寫/新京報記者 劉洋