揭秘奥运会主火炬塔风洞试验过程

　　神秘风洞遥相守望火炬塔

　　——揭秘奥运会主火炬塔风洞试验过程

　　8日8日晚，在北京奥运会开幕式上，随着体操王子李宁“飞天”点燃主火炬，那一刻世界的目光全都聚焦在承载圣火的主火炬塔上。

　　这是一座高达30余米的骨架蒙皮结构建筑，造型独特，加上“鸟巢”自身支撑骨架的高度，塔顶实际高度达到了近百米。

　　相比“鸟巢”四周空旷的环境，这样的高度自然会带来十分强大的风载荷，加之整个奥运赛程长达18天，为了确保主火炬塔安然屹立，必须掌握其风载荷情况。然而主火炬塔形状酷似卷起的胶片，外形十分复杂，现行建筑结构载荷规范没有可供参考的体形系数，导致主火炬塔的结构主体设计和外蒙皮设计缺乏可靠的风载荷参照数据。为此，必须通过风洞试验，准确掌握主火炬塔的风载体型系数，为结构设计提供精确有力的依据。

　　重任落在了总装驻川某基地科研人员的肩上。因为，这里有亚洲最大的风洞群，有一流的试验技术手段和优秀的科研人才队伍，空气动力学综合试验研究能力居亚洲之首。

　　2007年底，受北京奥运会主火炬塔设计部门委托，基地承担了主火炬塔抗风设计风洞试验任务。

　　主火炬塔的设计和造型是北京奥运会的核心机密之一，为了圆满完成任务，该基地从精心挑选参试人员入手，确保每个环节万无一失。所有参试人员都是来自于风洞试验一线的优秀科技干部。

　　这看似平常的风洞试验任务，却蕴涵着诸多技术难题。

　　首当其冲的就是模型设计。由于主火炬塔是复杂的卷曲弧面，风洞试验难度十分大。要获取最准确的测力测压数据，必须选用最恰当的试验模型，比例太大或太小都难以满足试验要求。参试科研人员运用空气动力学数值计算技术手段，对各种比例的试验模型进行分析计算，最终确定为理想状态下的1:15缩比模型，并采用分块数控加工然后拼装的方法，成功利用7个钢联接块将16个铝曲板联接成一个整体，保证了模型外形的准确性。与飞行器和其他建筑物的诞生过程一样，是风洞，为最终确定主火炬塔的总体布局结构设计颁发了“准生证”。

　　克服了模型设计难题后，还要破解自然风对主火炬塔的“侵袭”。参试人员考虑到每一个可能产生影响的细微环节，风洞试验中，他们不但根据不同风向安置了长12米、高2米的体育场模型，甚至还保留了体育场周边的大量建筑模型，真实模拟了主火炬塔周边的风环境。为了获得精确的试验参数，科研人员沿16个主要风向，在厚度仅20毫米的卷叠状主火炬塔模型内外表面，均匀布置了300多个测压点。然而，这并不是一劳永逸的工作，每改变一次试验状态，就要全部吊装试验模型和主体建筑物模型，还要在300多个测压点重新布置传感器，任务量十分繁重。

　　科研人员克服时间紧任务重的困难，坚守在风洞内24小时连续奋战，先后完成主火炬塔试验模型竖直、平放各种状态下的内外表面测压、整体测力和烟流试验等各类风洞试验60余次，成功解决了主火炬塔总体布局设计、模拟设备的风环境、横风向共振影响等诸多技术难题，为主火炬塔主体抗风设计提供了大量科学准确的风洞试验数据。