●清華大學(xué)機(jī)械工程系博士生 李新新
李新新
我是機(jī)械工程系田煜教授的博士生李新新,，參與了此次北京冬奧會場外火炬臺的設(shè)計工作,。整個火炬臺設(shè)計項(xiàng)目由美院馬賽教授團(tuán)隊(duì)牽頭，聯(lián)合機(jī)械系田煜教授團(tuán)隊(duì)以及土木學(xué)院石永久教授團(tuán)隊(duì)共同完成,。
2月4日,，北京冬奧會勝利開幕。開幕式上,，主火炬臺以十分新穎的形式,，讓全世界眼前一亮，場外的三個火炬臺也依次被點(diǎn)亮,，火炬臺充分融合藝術(shù)與科技兩方面,，體現(xiàn)了“簡約、安全,、精彩”的冬奧理念,。
早在2020年11月，田煜老師就接到冬奧會開閉幕式團(tuán)隊(duì)的邀請,，參與奧運(yùn)火炬臺的研制,。我非常清晰地記得第一次接觸這個項(xiàng)目的情景，那會兒我正前往江蘇參加一個會議,，還在高鐵上,。田老師突然打電話給我們,，語氣非常神秘地交給我們一個任務(wù)。
他說,，我們要做一個10多米高的大圓盤,，非常薄，得在空中做一些復(fù)雜運(yùn)動,，還得承受可能的大風(fēng),，讓我們提前做一些準(zhǔn)備工作，最后還一再囑咐我們,，這件事情先保密,，不要外傳。當(dāng)時我們幾個同門私下就猜是不是和冬奧會有關(guān),，因此我們最開始設(shè)計的幾種圖案里面加入了雪花和五環(huán)等元素,，想借此試探一下田老師。田老師對這個雪花狀的圖案尤其青睞,，我們感覺八成就是冬奧會的某個標(biāo)志性雕塑了,。
導(dǎo)演團(tuán)隊(duì)最開始對火炬臺提出了很多設(shè)想，希望能夠讓核心圖形有更多精妙,、復(fù)雜的運(yùn)動,，包括各種公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn),、螺旋轉(zhuǎn),，藝術(shù)價值很高，但是我們論證后被證明難以實(shí)現(xiàn),，風(fēng)險太高,。最后，美院團(tuán)隊(duì)從藝術(shù)角度提出“同心反向旋轉(zhuǎn)”的方案,，我們團(tuán)隊(duì)從技術(shù)的角度論證了該方案可行性較高,，也通過縮比模型給導(dǎo)演進(jìn)行現(xiàn)場演示。最終,，該方案在激烈的競爭中勝出,，得到了一致認(rèn)可。
此后我們對該方案進(jìn)行了為期近一年的研發(fā)工作,。田煜老師在過程中組織團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多次討論,、分析，總結(jié)出火炬臺的設(shè)計面臨三個比較重要的考驗(yàn)：一是火炬臺尺寸和重量大,，核心圖案有十幾米高,，好幾噸重，關(guān)鍵還得轉(zhuǎn)動起來，這種動態(tài)雕塑在世界上還是非常罕見的,；二是面對的工況復(fù)雜,，延慶和張家口地區(qū)的冬季風(fēng)力高達(dá)10級，環(huán)境溫度可達(dá)零下20℃-30℃,，我們在設(shè)計的時候必須考慮這種極端工況,；三是藝術(shù)美學(xué)要求高，有很多異形曲面,，我們將電路和氣路都埋藏在橄欖枝內(nèi)部,，整個裝置僅僅通過上下兩個細(xì)小的枝條來承重。這三種考驗(yàn)對我們的設(shè)計提出了非常嚴(yán)苛的要求,。
最大的難題在于中間大雪花的設(shè)計實(shí)現(xiàn)上,。整個大雪花的重量都壓在下枝條上，并且要抵抗可能的大風(fēng),。初始的大雪花形態(tài)完全不滿足強(qiáng)度要求,，通過初步計算，大雪花立起來枝條就會斷,。這時大家都心里打鼓,，都覺得“只靠一根枝條，不可能撐得住”,。所以有人就提出要不然就在上下枝條添加立柱,。這個方案差點(diǎn)兒成為最后的方案，如果沒有進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計,，大家最后看到的可能就是帶有立柱的雪花——說實(shí)話，確實(shí)有點(diǎn)兒丑,。我們也不甘心如此漂亮的雪花因?yàn)閺?qiáng)度的問題大打折扣,，這時候就需要藝術(shù)與科技的相互妥協(xié)，相互融合了,。
這時,，我就在想，能不能把上下枝條稍微修改一下,，盡量不破壞原有藝術(shù)形態(tài)的情況下滿足要求,。如果上下橄欖枝條中的葉子與枝條搭接，構(gòu)成雙支撐結(jié)構(gòu),，肯定能大大提高支點(diǎn)的強(qiáng)度,。同時在整體布局上，中心圓環(huán)與上下枝條形成一體的主要承力結(jié)構(gòu),，其余枝條與葉子盡量輕,。我把這個想法和團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行了討論，得到了大家的認(rèn)同。隨后整個過程與美院一道進(jìn)行了多輪的迭代修改,，最終得到一個融合美學(xué)與科技的優(yōu)化設(shè)計方案,。才有了我們現(xiàn)在看到的這個優(yōu)美的大雪花。
“國家給的任務(wù),，得奔著100%去,。”田煜老師在開會討論技術(shù)方案時說道,。這個任務(wù)責(zé)任重,，時間緊，每每遇到難題時田煜老師就會把團(tuán)隊(duì)聚集到一起討論,，給我們信念,，為我們加油。整個研制過程中團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了非常多次的討論與現(xiàn)場考察,，最終在各方的共同努力下完滿完成了國家交給的任務(wù),。
冬奧會開幕那天，我在新清華學(xué)堂觀看了開幕式,。浪漫,、漂亮的大雪花在舞臺間徐徐升起，場館外,，火炬臺在點(diǎn)火后優(yōu)雅運(yùn)轉(zhuǎn),，晶瑩的雪花和靈動的絲帶同心反向旋轉(zhuǎn)，流光溢彩的飛揚(yáng)姿態(tài)間展現(xiàn)圣潔的冰雪之美,。我的心里首先是踏實(shí)了,，心中石頭最終落地，而后,，一種強(qiáng)烈的自豪感涌上心頭,，能在國家盛會上貢獻(xiàn)出自己一份小小的力量，是我一輩子的榮耀,。我們實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)踐行了面向國家重大需求開展科研的要求,。未來，我們也會行而不輟,，履踐致遠(yuǎn),，為建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國貢獻(xiàn)更多機(jī)械科技的力量。
（清華新聞網(wǎng)3月23日電）
編輯：李華山
審核：劉蔚如 呂婷
