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奥运频道-2008北京奥运会 > 奥运会火炬传递 > 新闻报道

开幕式背后的高科技给你第二次惊叹!(组图)

试验中的主火炬

画轴截面

安装九环球

星星五环背景网

九环球方案验证试验

鸟巢上空设备

牵一发动全身的地面设备控制室

深埋在鸟巢下数十米的控制设备

鸟巢模拟训练场

张艺谋察看指挥监控系统

  玄:火炬巍然立“鸟巢”

  江福梅 本报记者 赵波 孙阳

  2008年8月8日晚,代表着欢乐与希望,象征着团结与友谊的奥运主火炬滑出导轨,巍然竖起,与祥云画卷合而为一,惊艳世界。

  短短亮相数分钟,充满玄机,凝聚了总装工程设计研究总院技术人员近两年的心血与汗水。

    锤炼“音符”

  2006年10月,奥运主火炬塔研制工作启动。总装备部工程设计研究总院一批机械、结构、控制工程师首先参与其中,负责把导演创意转化为艺术装置。

第一次承担这样的任务,长期从事工程设计形成的工作方法、思维模式都要改变。导演创意可以天马行空,工程设计却必须安全可靠。就这样,他们开始了“痛并快乐着”的火炬塔研制之旅。

  万事开头难。头10个月,他们经受了太多的“折腾”,刚刚见到一点曙光,拿出总体方案,导演创意却改变了,只能重新再来。2007年8月,一个充满智慧与灵气的主火炬设计创意浮现出来——一道“音符”。创意令人耳目一新,但却给结构设计带来巨大困难。方案论证了3个月,2007年10月开始正式设计。从外形的几道弧线入手,先展开平面,根据平面确定结构体系、内部材料,再一步步细化优化。

  踏着奥运的节拍,从“线”扩展到“面”,延伸至“体”,负责结构设计的黄伟开始火炬的计算机建模。表面平整的主火炬,里面藏着不少“机关”,要为焰火燃烧及控制提供空间,还要解决自身连接问题。运用三维软件,黄伟画出了第一支主火炬。在三维空间里,这支火炬的每一个螺丝都进行了精确表达。通过计算机控制,可以看到各个角度各个部位的情况。

  然而,这样一支火炬,能否稳稳地站立在“鸟巢”顶部?此事确实难度很大。长期从事特种工程设计的火炬塔团队决定把它请进大型风洞,做一做“吹风”试验。12月底,在四川某地的风洞试验中心,第一支1∶25

  的主火炬模型造了出来。结果发现,火炬中心的燃气管道部分太小,没法表现受风情况下的气流变化,试验无法进行。

  于是,第二支1∶15的火炬模型又造了出来,各种测试设备装进了火炬塔。站立、平躺、侧身,静止、运动,各种姿态、各种情况,都进行了风载荷试验。结果证明,火炬塔的设计安全可靠。

    对接“鸟巢”

  网状钢结构交织成的“鸟巢”,顶部起伏不平。火炬塔所处的屋面是一个弧形缓坡,每个点的曲率都不一样。该怎样实现火炬与“鸟巢”的对接,成为又一个工程难题。

  在“鸟巢”顶部搭建火炬塔,一个关键问题是要进行重量控制。科技人员慎重选材、用材,把厚钢板用在关键部位,从总体到细节,全程控制。最终,主火炬重约45吨,驱动系统重约80吨,燃气系统十几吨,完全控制在“鸟巢”的承受范围内,难题终于得到解决。

  每一次试验,都必须把火炬塔所处的特殊环境模拟出来。为此,以原设计图纸为基础,火炬塔团队搭建出一个个“鸟巢”局部。在京东郊区的某个地方,甚至专门做了14米高、1∶1的“鸟巢”局部作为试验平台。主火炬、驱动、燃气,从分项到整体,全部进行实物模拟试验。

  今年4月下旬,京郊试验场进行火炬塔首期竖起点火试验。离8月8日不到100天,已经没有调整的时间。整个团队连续3天没睡觉,试验一举成功。

  5月10日,火炬塔开始现场安装。试验场上整体调试完毕的火炬塔,到了“鸟巢”却需要一点一滴重新开始。甚至,原来严丝合缝的螺丝连接,因为一个点位误差的放大,也变得相距甚远。高空作业,从“鸟巢”5层的外环通道爬上第一层膜,翻山越岭般走到内环,再爬上顶部。每走一次,就要十几分钟。经过反复调试,一点点优化,7月26日,经过几次试验检验调整,火炬塔系统施工才算全部完成。

    华丽转身

  开幕式要求体现“天人合一”的中华文明精髓。竖立在“鸟巢”顶部一角的主火炬,犹如从上方十几米宽的膜结构卷出,与“鸟巢”浑然一体。主火炬的下边缘,要和膜结构上的造型线相合。精确的定位要求,为火炬塔的驱动系统设计带来了巨大难题。

  一条11米长、3米多宽的轨道,铺上“鸟巢”顶部。主火炬平常藏在靠近外环的帐篷里。点火前,一套水平驱动系统把它缓缓拉出,直到近半部分探出内环。另一套复合驱动系统又把它顶起,推到与“鸟巢”内环与之垂直,下缘与膜结构曲线对接。整个翻转竖立过程由6个环节组成,工艺之复杂、行程之长、设备数量之多、功率之大,是从事20多年航天发射场和大型舞台机械控制的设计师郑志荣从未见过的。

  为了确保精确定位、稳定可靠,驱动控制系统采用了智能化设计。在火炬塔运行的几个关键部位,专门布设监测仪器,实时反映设备运行状态。根据反馈信息,控制系统能够自动调整设备运行方向、速度。经测试,直径3米多、行程11米多的主火炬,终于实现了运行控制误差低于2毫米、精确度达到万分之二。

  
  奇:超级“魔方”大舞台

  江福梅 本报记者 赵波

  随着音乐流转,一幅壮美的“祥云”画轴从地下升起,在光影变幻中徐徐展开,踏着节拍,它一会儿幻化成波涛浩瀚的大海,一会托举起炫目的星球……这个升降组合式舞台,犹如一个异常复杂的超级“魔方”,令人赞叹称奇。升降舞台宏大复杂

  负责项目研制的尚文介绍,舞台由4层组成。第一层,中间是可开合的两块活动盖板,两边是可下藏的60块补台。第二层,中心是20个模块组成的直径20米可拆卸圆台,周边为A、B、C三类10块异形子台。第三层,直径18米的九环球,第7-9环之下设有临时支柱。第四层,直径20米圆台,又称母台,中心竖起直径6米子台。

  在计算机控制下,补台下降,活动盖板打开,第二层舞台就可以上升到地面。这两层舞台的台面,都铺设了大型高清晰度的液晶显示屏。拆除第二层的直径20米圆台,第三层的九环球才能出现在观众眼前。第四层的中心子台,则几乎全部藏在九环球里面。

  这是目前国内最大、最复杂的可升降组合舞台系统。整个系统由300多台(套)设备组成,总重1200多吨,装配近2000瓦的电机,专用的控制柜、电源柜有100多个,最大载重200多吨。舞台控制系统负责人陆乐介绍说,由于各层各类平台交叉运行,既要实现速度同步、位移同步、转矩同步,又要确保安全可靠,控制系统设计非常难。设计方案一波三折

  国家体育场地面设备工程要为奥运会、残奥会开闭幕式4场演出和仪式服务。据2006年初参加工程建设、负责地面设备统筹的陈威介绍,由于当时开闭幕式演出还在方案创意阶段,最初连舞台区域、大小、形式都是未知数。设计人员从摸清同时上场的最大人数入手,综合4场演出的共同需求,经过多轮方案评审,拿出了舞台工艺方案,并为各场演出需要的装置与运行要求进行了预留设计。

  由于导演创意不断调整,工程研究设计迟迟不能定型。有时看似很简单的调制却要求对结构体系、电机设置、运行方式以及控制系统进行全套修改。好几次,上一次修改刚完成,还没来得及出图纸,新的要求又来了。2006年6月开始方案研究,经过3次方案调整,十几次局部修改,到2007年3月工程设计才算正式确定。

  为了确保设备运行可靠,整个舞台系统运用了大量可靠性设计。从驱动电机到整个控制系统,全部都有备份措施。由于各类平台交错,设备交叉运行,相互冲突的平台都采取了互锁设计。设计人员还专门开展了设备故障快速诊断课题研究,所有的操作、运行数据都记录保存,为整个系统装上了“黑匣子”。施工过程惊心动魄

  2007年8月,经过工厂加工,地面设备舞台本体机械部分率先入场安装。此时的“鸟巢”,土建工程仍在收尾,十几家单位同场施工,现场保障非常困难。抢时间、抢场地、抢道路,成为施工组织的重要工作。为了保证顺利施工,设计人员甚至专门租了发电车。

  “鸟巢”上空没有屋顶,施工只能露天进行。雨雪风沙,给施工增加了许多困难。晴天一身土,雨天两腿泥。苦的不仅是人,有一次,一辆货车硬是陷进泥沼里,现场近百人等着施工。连推带拉,忙活了大半天,才把设备运进场。特别是地下十几米的基坑,一下雨就满是积水。因为天气恶劣不能施工,使原本就很短的工期愈发紧张。

  今年4月初,系统安装完毕开始调试,问题却接踵而至。由于设备行程超长,传动链走完一圈多出一大截,阻碍了周边子台的运行。经过专家研究,又观察了几天,加装了一个导向轮,才把传动链固定起来。两个互为备份的电机,同时启动,电流流量却不一致。是不是存在什么隐患?开会讨论了几天,又专门作了各种荷载试验,才算找到电机运行规律,证明没有隐患。

  为了迎接首场测试赛,活动盖板和补台要铺上草坪。十几辆履带车“轰隆隆”开上舞台,刺耳的噪声混合着机械设备的振动共鸣,让人分外揪心。振动会不会影响升降设备?没有人撤离,大家纷纷主动到振动最厉害的地方查看,测试最终圆满成功。



  酷:“卷轴”横跨五千年

  江福梅 本报记者 赵波

  一纸、一轴、一屏,串起开幕式整场演出,横跨五千年时空,融合中华五千年文明精华,是全球观众关注的焦点所在。这纸、这轴、这屏,无一例外都浸透着参与者的智慧与心血。一张画纸的横空出世

  这张贯穿整场演出的画纸,是北京奥运会开幕式上的一个亮点。看似普通的这张纸,却给工程研制人员提出了巨大难题。项目负责人黄伟介绍说,这是运用航空材料,为奥运会开幕式特制的第5张纸。

  这张纸,既是演出平台,也是巨型画布,还是重要道具。它有时铺在地上,有时悬在空中。它的韧性必须很好,否则容易扯破。也不能太重,否则不便于吊起、移动、翻转。经过两个多月的调研、论证,才初步确定造纸的材料和结构形式。纸的基材是一种蜂窝板,由1.2米长、2.4米宽的小板拼合裁剪而成。两侧采用真空技术压上高分子合成板,面上再粘一层无纺布。纸的吊点的设计,又是一大难题。吊点的选择,运用了大量力学计算分析。除了考虑各种姿态下纸自身的重量分布,还对受风情况进行了模拟演算。吊点的制作,运用了5种材料、3种工艺。

  第一张纸,根据导演要求,长14米,宽36米。2007年10月研制完成,重约1.8吨。这张纸验证了材料和结构的可行性,也暴露出边缘起波浪、局部起死褶等问题。

  第二张纸,为达到更好的视觉效果,同时降低制作难度,调整为28米宽。今年3月初,进入排练场,饱受风、雨、柳絮侵蚀。

  第三张纸,彻底解决了吊点加工难题,于5月4日首次进入“鸟巢”排练。为此,专门制作了10米长、3.8米宽的平板车,动用了200多个人,一点点蹭进场地。

  第四张纸,根据“鸟巢”现场排练效果,缩小为20米长,11米宽,由第三张纸裁剪加工而成。纸厚20毫米,重约800公斤。在7月16日开幕式首次汇报演出中,这张纸第一次画上了山水太阳。一幅画轴的舒缓打开

  画轴的造型,源于中国书画卷轴。直径2米、宽22米,从台仓送到台面,挂上驱动设备,打开后成为一幅长卷。项目负责人陈威介绍说,画轴的研制,要解决重量控制、液晶显示和运行定位等难点。

  控制重量,是因为画轴要在液晶屏上滚动,必须避免把屏幕压坏。为了美观,画轴的截面由祥云图案演变,犹如盛开的花朵。为此,在结构形式上,采取了分段布置的办法。画轴两端用于表现造型,中间为圆筒结构,里面藏着配套设备。在材料选择上,采用了特种铝合金,并通过电脑模拟计算,使厚度降到最低。

  负责液晶设计的常春泉介绍,由于画轴很长,液晶电源和显示控制采用了随轴近供的方式。画轴里藏着锂电池,演出时工作人员就在里面操作液晶显示。

  为了保证美观、完整,画轴的驱动采用了钢丝牵引方式。为此,轴两端的台面专门开了两道槽,里面藏着钢丝、滑轮等设施。画轴的驱动小车藏在两层活动舞台之间。从台仓上升到地面后,要先把画轴挂到小车上,再牵引行走。一面大屏的潇洒亮相

  亮相开幕式的液晶显示屏,是目前全球最大的地面高清晰度液晶显示屏。项目负责人常春泉介绍,大屏分辨率高达7052×1056,是普通电脑屏幕的数倍。整个屏幕共有4万多个显示点。由于显示处理数据庞大,采用5台电脑同步控制。液晶屏的图像显示,采用无线遥控方式,由北京市无线电管理委员会分配专门的通信频率。

  一向娇贵的液晶显示屏,为了奥运会开幕式,只能屈居地下,还得饱受日晒雨淋、脚踩重压。6月初,液晶屏安装到位,初试完好。几天训练过后,却频频出现险情。

  一天的骄阳暴晒后,屏幕边缘预留的空隙完全填满。前一天好好的屏幕,第二天晚上却发现了碾压痕迹。原来,由于气温过高,屏幕中央也发生变形,无法承受画轴碾压。为此,排练场上多了一条要求:每天中午11点到下午5点,画轴不能从屏幕上滚过。

  排练期间,正是多雨时节。几场雨过后,屏幕和台面之间的空气湿度超过70%。雨过天晴,太阳暴晒,中午时分,屏幕和台面间气温迅速蹿升到60多摄氏度,成为一个狭长的“桑拿房”。高温高湿,是液晶屏幕的杀手。有的地方整条屏幕黑了,有的局部亮点闪烁……

  于是,排查整改成为视屏团队的重要任务。屏幕下方台面进行特殊烘干,显示条全部进行更新,重新制作了防水,屏幕两侧开设了通风口。向着万无一失的目标,超级大屏终于走向开幕式,迎接全球亿万观众的检阅。



   神:压轴大戏“九环球”

  江福梅本报记者赵波

  一颗直径18米、晶莹

  剔透的蓝色星球从“鸟巢”正中间缓缓升起,演员们踏歌而舞,寄寓了人类向往和谐同在、自由欢歌的美好愿望。压轴大戏“同一个梦想”让亿万观众眼前一亮,把开幕式演出推向高潮。中国的工程师太棒了

  起初,当导演提出想要一个可以上人表演的“球”时,大家都对它有一种神秘感。这个球在演出最后才登场,因此它必须能够在地下好好藏着。它不能太轻,太轻载不动那么多演员;也不能太重,太重会超出底层舞台的承重范围。它必须省钱,这是中国一贯的原则。同时,它所在的这块场地半个月后要举办闭幕式,期间要承办足球、田径等比赛。因此,必须能够尽快拆装。

  这样的问题,中国工程师们有信心解决。当这颗“星球”完整地呈现出来时,北京奥组委的国际顾问情不自禁地说:“中国的工程师太棒了!”总导演张艺谋则连连招呼工作人员合影。

  首先,需要确定球的结构形式。据组织项目研制的刘晓华介绍,最初的选择至少5种以上,逐一分析、排除后,剩下“多环同心”方案。从小至大画出九个同心圆环,用一根轴串起,每环之间加以连接,就构成了球的上半部分。下半部分以最大圆环为中心,对称安排。

  接着,需要确定构造九环球的材料。环的部分用合成金属,还算好办。麻烦的是环与环之间、球的表面,要求采用半透明的材料。原来想用一种航空材料,可是太重。找来PVC板,却达不到要求的强度。有的产品,工程师们在上面使劲跳、拼命踹,都完好无损。换了上场演出的“少林小子”,三拳两脚就坏了。几经周折,前后试了七、八种材料,才找到最终选择。特种材料打造球体

  特种结构专家,九环球的技术负责人尹华刚介绍说,造球用的材料,有普通合金,有各种高分子材料,总共20多种,不少是航空、航海、野外特殊装备。在球的内部,环与环之间有绳索连接,同时起到减震作用。好钢用在刃上,绳索是球的“双保险”,选用强度与弹性兼备、价格昂贵的防弹材料制造。

  看似自由奔跑的“少林小子”,其实腰缠“风火轮”——通过一种特制的小车固定在球的圆环轨道上。这些小车不仅使他们各就其位、各得其所,也是牢靠的安全保障。这种小车原用于帆船,经过巧妙改造后,适应了训练场的风沙扬尘,耐磨性大幅提高。据悉,所有的改造都建立在复杂的计算分析基础上。不同部位、不同方向、不同大小的力度对小车可能造成怎样的破坏,都进行了详细分析。一环一球迈开步

  全程跟踪九环球研制的姜初伟介绍,球的制造前后经过7次大的试验。其中用三分之一大小的模型作过结构形式和整体稳定性试验,用30度球检验过灯光效果,在排练场制作了一个训练用球和专用平台。之前,还专门制作了轨道训练器。

  球上表演效果如何,能做哪些动作,导演和演员心里都没底。球还没造出来,就要开始训练。从直线到弧线,从1/8球到1/2球,负责球的技术保障的樊宏伟先后组织制作了8套不同形式不同规模的

  轨道训练器。最紧张的时候,两、三天就要升级一套装置。从适应轨道行走到丰富动作姿态,到春节前后,包括倒立行走的下环球演员,都已经基本完成动作编排。

  球的制作也在紧张进行。春节7天长假,球的安装一天没停。工程师们每天两人轮流值班,现场指导服务。正月初四,专门用于训练的九环球安装完毕,先做沙袋试验。从超重承载到异常情况,一个环节套着一个环节,把可能影响安全的每一个问题都找出来。拆除球笼仅需8分钟

  演员上球之前,负责训练保障的刘丹第一个爬到球上。在狭窄的滑道上,他竖起耳朵,仔细分辨小车在轨道上滑行的声响,直到找出并排除每一个异常因素。

  今年4月中旬,赶在首场测试赛前,九环球第一次进入鸟巢安装。直径18米的九环球,切分成80段,摆满从通道到台仓的每一块空地。20多个工人忙了3天,球才安装到位。球的拆装,是开幕式演练的一项重要内容。经过两次测试赛,多次场地转换,工人们把安装调试时间顺利缩减到3个小时以内。

  为了保证演出需要,球上装了球笼——直径20米的圆形平台。台面分成20块,最重的一块1.2吨。中间主梁由两段组成,重1.4吨。球笼必须在15分钟内拆除,为此专门研制了两种叉车。车子进入台面再发力拉出,解决了场地局限、无处用力的问题。160多人的一支技术保障队,前后训练20多次,用了1个多月,把拆除时间从一个半小时缩减到最快8分钟。

  球的“破笼而出”是开幕式台仓准备的重要工作。上场演员还未全部退出台仓,负责“球笼”拆除、球体和演员保障的工作人员已经全部到位。台上演出正精彩,台下保障也酣畅。球笼拆除,九环球打开到位,演员们上球站定准备好。随着主题歌前奏响起,活动盖板迅速打开,球缓缓升起,“同一个梦想”随即展现在亿万观众眼前。


   绝:高空“芭蕾”好精彩

  邱展招 江福梅 本报记者 孙阳

  这是一个绝妙的空中舞台。22位婀娜多姿的飞天仙女,环游璀璨夺目的奥运五环……在高空,古典与现代就这样梦幻般地融合了。

  北京奥运会开幕式上,张艺谋开篇就用“吊钢丝”的技法为世界呈上了一道空中视觉奇观“盛宴”。这个场面对于看过《满城尽带黄金甲》的观众,或许似曾相识,但开幕式中的“吊钢丝”远比电影中的复杂。它属于“鸟巢”上空诸多机关中的一种。钢丝编织“五线谱”

  “吊钢丝”也称吊威亚,威亚是英文“wire”的音译,意为钢丝。片场上,通常是起吊车吊起固定滑轮,挂在演员身上的钢丝穿过滑轮,攥在工作人员手里。他们凭着经验,往后边跑边拉,演员就能“飞檐走壁”了。整套设备比较简单,容易拆装,花费相对较少。

  “开幕式上用的威亚装置,科技含量要高得多。”开闭幕式上空设备机械系统的负责人常嵩说。开幕式上空共安装了31套威亚装置,每套包括1台移动小车、1个带滑轮吊具和3台卷扬机,这些组成了“鸟巢”上空的威亚系统。

  横跨“鸟巢”上空的10条钢索——东西向3条,南北向7条。这是移动小车滑动的轨道,称为承载钢索系统。操作员在上空控制台发出各种指令,自动控制卷扬机收、放钢丝绳,拉动小车在钢索上来回移动和滑轮吊具上下运动。抬头望去,就像演奏一曲精妙绝伦的五线谱。钢索舞出空中“芭蕾”

  在这项难度很高、错综复杂的庞大工程面前,设计师方志刚形象地称要让这一条条钢索听话地舞出空中“芭蕾”。

  这支平均年龄才30多岁的技术团队,既有多名航天技术专家,又有崭露头角的青年骨干,他们为了同一个梦想而集结,许多难题在集智攻关中迎刃而解。

  其中一个关键环节是采集吊威亚物体的移动坐标数据,编成电脑指令。因为开幕式中,吊威亚的有仙女、宇航员、放风筝的小姑娘、梦幻五环、巨型纸等,只能在相应的指令下移动。

  而实际情况是,10条钢索在地心引力的作用下,向下弯曲,看起来就像是渡桥上呈弓状的钢缆。因为钢索是“软”的,再加上热胀冷缩,根据数学模型计算的数据与实际有很大出入。最后,他们精确测算初始两个位置之间所要排放钢绳的长度,通过控制卷扬机收、排钢绳的长度和速度,确定了物体在这两点间的移动轨迹。

  22个仙女在空中交叉飞行,会不会发生碰撞?方志刚解释说,其实22个仙女分布在10条钢索上,运行轨迹并不交叉,在观众席上看好像是交叉的,但这是平面的视觉效果,在立体的空间里她们之间相距6至8米,就像两辆相向运行的火车,在不同的轨道上行驶,不会发生碰撞。航天科技融入设计

  当全世界观众享受着北京奥运开幕式的盛宴时,方志刚则以另一种心情紧盯着“鸟巢”的上空。

  “这是一项和航天发射同样富有挑战性的任务。”方志刚说,“我们必须用一万分的努力应对万一的突发情况。”

  为此,他们对开闭幕式特点进行了风险分析,建立了一整套完整的预案处置体系,做到一个环节出故障,能有几套方案解决。

  “我们所用的设备既要先进,更要可靠。”方志刚说:“我们不会把开幕式当作新产品的试验台,所有的设备、系统都必须要有多年的成功应用经验。”比如,开幕式上空设备的控制台,用的就是成功保障过航天发射任务的“神舟4000”控制台,它是我国研发的第四代控制台。上空设备系统的所有控制软件也都经过了严格的软件测试,测试用例多达245个。

  他们还将航天发射经验“嫁接”到开幕式技术保障中。在演出设备系统中全面实行可靠性管控,大范围采用冗余设计。像核心控制器、操作系统、网络传输系统都是双备份。在一个出现故障的情况下,备份系统无延时切换。

  此外,他们还给控制系统装上了“黑匣子”——快速故障诊断系统和历史数据记录系统,能帮助技术保障人员迅速查找故障原因,及时采取应对措施。



   妙:“梦幻五环”举世惊

  唐振宇 邱展招 本报记者 孙阳

  既在意料之外又在情理之中的是,国际奥组委对奥运会开幕式文艺节目并不审查,而只审查3个环节:奥运五环展示、点火仪式和运动员入场仪式。

  “奥运五环在展示中如果出现问题,国际影响将不堪设想。”董平章坦言:当时受领任务后,压力非常大。董平章是总装工程设计研究总院的通信工程师、“梦幻五环”负责人,是他和同事们一起把导演创意变成了现实。梦幻成真

  “太奇妙了!”开幕式上,当“梦幻五环”出现时,现场数万观众发出同样的感叹。特别是当奥运五环展示结束后,突然在空中“消失”了,很多人在惊叹的同时,不禁疑问:这是魔术吗?

  这得先了解奥运五环的制作工艺。

  首先要解决“五环”依托的问题。为此,技术人员制作了一张直径1.5毫米钢丝线编织成的巨型网,宽16.5米,长36米,网眼为40×50毫米的方格状。他们按照五环的布局在钢丝网上焊接上了45000多个LED(发光二极管)小灯,当这些灯发出白色光时,就呈现出了大家所见到的璀璨五环。

  这张巨型网的上下两边各固定了一根钢管,上边的钢管上焊接了4个挂环,用于连接钢索装置。这么长的钢管,如何在尽量控制尺寸的同时保证不变形?董平章说,这要归功于负责特种结构设计的尹续峰等人。为了这根钢管,他们进行了大量的演算。甚至,在第一次演出前,还对吊点的位置进行了精确调整,保证了“星星五环”能够最平整地展示。

  “秘密”在这里。钢丝都裹上了一层塑料皮,和大家平时所见的电灯线结构是一样的。塑料皮和钢管都刷成黑色。这张网事先被放在了舞台中央。“梦幻五环”节目开始时,全场灯光都暗下来,音乐响起,舞台中央巨型显示屏出现了奥运五环图案,与钢丝网上的五环图片重合。此时钢丝随着音乐缓缓拉起钢丝网,网上的LED灯亮起,同时显示屏上五环图案消失,看起来奥运五环就像从屏幕上脱离、升起。前所未见

  董平章的工作室就设在鸟巢之中,他给记者展示了一截钢丝网,这就是“梦幻五环”设计初期的样子,最大的不同是网的颜色。董平章说,钢丝线和钢管,刚开始都是刷成灰色的,但演出时有部分反光,达不到满意的效果,最后都刷成了黑色。

  他还透露,巨网上下两边刚开始时是用玻璃钢固定的,成本高,强度也较弱,换成钢管虽然相对要沉一些,但在钢丝吊索的承载范围内,最主要的是比玻璃钢结实,可靠性更胜一筹。

  奥运五环的大小也进行过反复的调整。起初每个环的直径是8米,后来修改成6米、7米,直到最后才定为10米。“主要是为了跟表演场地的大小协调。”董平章介绍说。

  原先,奥运五环周围还有很多闪闪发光的点,最后都换成了蓝色的底。“导演组认为这样背景干净,主题更加鲜明。”董平章说。

  技术保障人员为打造“梦幻五环”倾注了大量的心血。出于保密考虑,他们和演员被封闭在京郊一个排练场里进行开闭幕式准备工作。由于只有在夜晚,才能看出“梦幻五环”的最佳灯光效果,所以在冬天天寒地冻的深夜,仍能见到他们忙碌的身影。进驻“鸟巢”后,他们往往要等到演员彩排完后留下来修理保障装备,忙到天亮是家常便饭。万无一失

  困扰技术保障人员的问题是,LED灯很小,在钢丝网的搬运过程中容易掉下来。光钢丝网的线就有800多条,每一次排练至少有十几条坏掉。因此每次彩排后,技术保障人员都要花费很大的精力去修补钢丝网和焊接灯,工作量很大。

  后来,他们想了个简单易行的办法,蘸上一种特殊的胶水点在小灯上,胶水凝固后就包住了小灯及两边的焊点,既不影响亮度又比原先牢固。

  为了防止个别线路出现问题导致“梦幻五环”短路,他们采取4条线路同时供电。只要其中有一条不短路,钢丝网都能完整地显示出奥运五环的图案,当然这四条线同时正常工作的话,“梦幻五环”也就达到了最佳的效果。他们还采用2个不同频率的电路开关控制电源,即使两个开关都出现问题,还有1个手动控制开关。

  本版照片由黄增光、王辉俊、本报记者赵波摄

  图片合成设计:仓小宝

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