2月2日，北京冬奥会火炬传递首日，在“科技冬奥”跨域协同接力环节中，两名“机器人”火炬手在奥运历史上首次完成水下接力。在最精彩的“水下悬停对接”环节，水下火炬在机器人的操作下准确对接。火炬的火焰一直在燃烧，跳动的火焰在水陆两地都保持着矫健优雅的姿态，火炬传递。 　　

　　点燃冰雪激情、托起冬奥梦想的奥运火炬，再一次与中国航天紧密相连。承担冬奥会专用火炬燃烧系统研发的是中国航天科技三院31所。经过700多个日日夜夜的火炬研发，航天员们用信念和勇气兑现了在太空报国的誓言，用智慧和汗水完成了祖国和人民赋予的光荣使命。 　　

　　从“奥运火，航天心” 　　

　　到“双奥火，航天心” 　　

　　火炬是历届奥运会备受关注的核心元素之一。这支冬奥会火炬既是一种继承，也是一种创新。2008年北京奥运会“祥云”火炬就是这个技术团队研发的。在刘兴洲院士的领导下；团队为2008年北京奥运会成功开发了火炬、火种灯、点火器、圣火台等系列产品。专用火炬成功登顶珠穆朗玛峰，被誉为“奥运之火，太空之心”。 　　

　　2008北京奥运航天科技珠峰保障队 　　

　　燃料发动机可以实现高效燃烧，产生超强动力，燃烧技术是航天动力人的看家本领。31所是一家专门从事航天动力技术研究的航天高科技企业。具有完整的设计、研发、产品试制和试验验证能力体系，创造了电力技术领域的多项第一。燃烧系统的研究在国内名列前茅。 　　

　　机器人和火炬在冰上进行协同测试。 　　

　　接到北京冬奥组委火炬研制任务后，集团公司、三院等各级领导高度重视，积极推进火炬技术研发。三院31个机构成立专门的技术研究小组，领导挂帅。按照航天产品研制“两总系统”的工作模式，多名曾参与2008年北京奥运火炬研发的同志参与其中，研发、生产试验、条件保障等各方面高度协同，有效保证了奥运火炬的研制进度。 　　

　　开发团队向冬奥组委汇报火炬开发情况。 　　

　　“水火相容”，彰显科技魅力 　　

　　在世界奥运会历史上，曾经有过运动员在水下传递火炬，机器人在陆地传递火炬的先例。但是，由两个“机器人”完成水下接力，这还是第一次。这种特殊的火炬也成为“世界上首支无烟燃烧的绿色清洁水空跨介质火炬”，已经申请的多项发明专利，拥有自主知识产权。 　　

　　据了解，海外水下火炬使用固体燃料，燃烧时有非常显著的烟雾污染。R & ampd队创新采用气态燃料，不仅消除了固体燃料燃烧造成的烟雾污染，还使火焰更具活力和优雅。然而，选择气体燃料实现水下燃烧和传火比选择固体燃料要困难得多。 　　

　　为了使气体燃料在水下稳定燃烧，克服水压和水流扰动的影响，设计人员借鉴了航空发动机的设计理念，在新型燃烧组织结构和气动旋流火焰保护等一系列技术，燃烧器中采用燃料和氧化剂的多层喷射设计，通过火焰中心的预混燃烧提高火焰温度，并采用类似航空发动机气膜热防护的方法，在火焰周围形成动态的“保护罩” 从而克服了绿色能源难以在水下燃烧的技术难题，使奥运圣火重现水下燃烧的辉煌景象。 　　

　　“水下传火”的技术挑战更大。在周围水环境的强烈冷却作用下，燃料水下点火必须长时间稳定加热，这就对火炬对接的精度和稳定性要求极高。同时，由于对接是在水中复杂的扰动环境下进行的，通过精确的悬停和控制，实现火炬燃烧器头部的精确对接，难度甚至不亚于“空间站对接”。为了实现水下点火的高可靠性，研制了水下点火系统；d团队开展了气体燃料在不同状态下的水下传火特性研究，最终确定了传火时间短、对接空间适应性相对较强的水下传火技术模式，为水下传火的可靠实现奠定了坚实基础。 　　

麻雀虽小，五脏俱全。可以说，从技术原理上看水下火炬就是一个小型的气体火箭发动机，在实现水下燃烧的同时，通过一系列控制机构和程序完成与机器人的集成和自动控制，甚至拥有在真空中燃烧的能力。为了保证火焰在空气中和水下的美观、以及冬季严寒条件下的长时间工作，水下火炬还自带了“大气火焰和水下火焰双模态燃烧机制”“燃料热管理技术”等关键技术，最终圆满完成机器人水下传递，向世界展示了科技奥运的独特魅力。

冬奥梦承载着冰雪梦，编织着中国梦，交汇着航天梦。点燃冰雪激情的冬奥火炬，凝聚了航天人的智慧劳动和辛勤汗水，集中体现了航天高科技的能力和水平。

从“祥云”到“飞扬”，中国航天科工三院31所再次积极承担奥运火炬燃烧系统研发的光荣任务，以一颗火热的航天之“心”再次托起奥运圣火，助力北京再燃奥林匹克之光！