燃！北京冬奧會科技感讓人驚豔

2月4日晚，極富美感的北京冬奧會開幕式精彩亮相，向全世界講述了“科技冬奧”的動人故事：鳥巢中央，“冰五環”破冰升起、巨型“雪花”形主火炬臺託舉微光；地面，會發光的超級地面顯示系統實現畫面與演員的無縫互動……“亦莊智造”登場亮相，將科技成就展現在全國、世界人民的眼前，成就了這個令人難忘的夜晚。

航天科技加持，

冬奧舞臺系統呈現首次中國造

奧運五環標誌的展示，是歷屆奧運會開幕式最重要的一個儀式環節，而北京2022年冬奧會開幕式的五環展示方式讓人感受到了難以想象的震撼，如夢如幻。

一時間，掌聲、歡呼聲充滿了會場。此時，站在臺下的申紀剛長出一口氣。“開幕式整場儀式，這是最緊張的時刻！”申紀剛說。

申紀剛是北京經開區航天企業長征天民冬奧團隊的技術總監。在此次專案中，長征天民承擔了地面舞臺系統和演出裝置，要完成火炬展示、五環展示、影片播放等最重要的儀式性表演。

五環亮相短短的43秒，觀眾看到的是科技與藝術的結合，是空靈而極簡的美感，但殊不知背後有著多麼龐雜的系統支撐。“簡約並不簡單，透過舞臺，我能想象出每時每刻舞臺下的複雜而忙碌，我的腦中像過電影一樣閃現著曾經的片段。”200多人、700多天的日夜奮戰，為了一場“簡約、安全、精彩”的開幕式，箇中滋味，只有像申紀剛一樣的參與者才能知曉。

冰立方重達400t升降誤差1mm

“第一次見到張藝謀總導演，是在食堂，他一邊吃著飯，一邊在草稿本上畫了幾個圓圈，告訴我們，這就是他想要的效果。”這幾個圓圈要怎樣呈現？看著鳥巢施工現場可以發揮的巨大空間——一個84m×42m×10m的基坑，申紀剛和團隊的夥伴們開始了辛苦並快樂的創作。

“為了讓這個基坑點亮鳥巢‘夜空’，光設計方案就調整了20多次，各種各樣的升降臺、蓋板……”申紀剛告訴記者，地面舞臺的設計經歷了一個從簡至繁再到簡的過程。從一個極簡的基坑，經歷了極其繁雜的系統設計、改造，最終有了一個簡約而精彩的表達。

對於長征天民冬奧團隊來說，在這個過程中，面臨的最大難題就是航天科技與藝術之美的有機融合。

在這場視覺盛宴中，相信讓觀眾收穫極致享受的片段之一，便是那如飛流直下的“銀河”瞬間凝結成巨大的冰立方。這塊通體冰瑩的冰立方，總重量約400t，升降重量達180t。這是什麼概念？要知道，一輛小汽車的重量才約1。5t，相當於267輛小汽車。在這個84m×42m×10m的基坑內要實現的升降載荷超過了一般劇院大型升降臺的8倍，是整個開閉幕式最大功率的驅動裝置。

長征天民研製團隊在場地受限的情況下，透過精確控制電機驅動16條鏈條、16條鋼絲繩組成的4套同步傳動單元，讓冰立方的升降定位精度控制在±1mm。

另一方面，冰立方的升降高度也十分考究。最初， 冰立方的上升高度根據導演的創意確定在14m。“基坑深10m，要實現14m的上升高度，就要在升降機構上‘做文章’。所以我們在冰立方內加裝了多級伸縮裝置，還要透過系統設計，讓伸縮裝置平穩、快速升降……”說起冰立方起初的系統設計，申紀剛滔滔不絕，然而這樣精心的設計在1∶1顯示效果與特效試驗彙報中被推翻。經過實物現場測試，導演組發現14m的視角並不能呈現一個完美的直播效果，需要改成10m。這意味著，團隊前幾個月的努力變為了“0”，一切又要從頭再來。團隊的人沒有任何抱怨，轉身投入了新一輪的設計施工。

這樣的事情在2年多的時間裡發生了太多，太多。開幕式現場，導演組設計了一個虛實結合的“實物碎冰”環節，申紀剛帶著隊員們反覆地試驗，不斷地最佳化材質，僅冰塊的材質就篩選了十幾種，最終拿出了一個基本可行的方案，但是在專案現場實際審查時，整體效果達不到導演最理想的預期，最終因綜合考量而被迫取消這一環節……無數次的論證，無數次的實踐，無數次的推翻重來，他們從未抱怨過，也從未放棄過，這就是航天人的初心。

以航天智慧，造魅力舞臺。如果說舞臺讓航天人對美有了極致追求，那麼在冬奧開幕式專案中，一個個“變不可能為可能”的實踐，就是航天技術交上的完美答卷。

五環薄如“紙”能抗6級強風

現場，五環標誌冉冉升起，觀眾的感官穿梭於一場奇幻場景中。五環標誌如此驚豔亮相的背後串聯著無數個無眠的夜晚。

準備吊裝，取消重來，再準備，再重來……申紀剛想起的那個不眠夜，這樣的操作反覆重複著，每一分每一秒變得那樣難熬。一個通宵之後，終於，晶瑩剔透的五環從冰立方中徐徐升起，閃耀在國家體育場上空。那一刻，大家面部表情才輕鬆起來。

“五環重量3t，長19m，高8。75m，厚度僅0。35m。”對於五環的“身材”，申紀剛每一個數值都記得十分精確，這些數值伴隨了他無數個日夜。如果說這些資料不足以震撼，可以想象一下：3t相當於一頭成年大象的重量，厚度僅有一個膝上型電腦的長度。如此超薄的大尺寸裝置在高空迅速地升降，在強風面前就如同一張紙。這樣的裝置實現吊裝本身就是高難度係數，為了現場美感，導演還要求只能使用兩個吊點，這讓工作變得難上加難。

“五環從冰立方中升起的過程相當於硬碰硬，一旦二者接觸到，後果不堪設想。”申紀剛說。“在航天人面前，沒有不可能。”以往大型的舞臺系統都是引進國外的技術團隊，但此次舞臺系統，長征天民冬奧團隊讓火箭領域的系統工程技術得到了應用和改造，打造了國產化的高科技舞臺。參照航天結構設計的一些方法，為五環研製骨骼——鋁合金桁架結構，衣服——LED顯示屏，外套——擴散板，最終設計出的五環跟火箭的箭體一樣，既堅又輕，使懸吊高度為13米的奧運標誌，在將近90分鐘的儀式中，即便遇到6級強風，也定力十足。

開幕式當天，環節間轉場如行雲流水般順暢，讓觀眾連連驚歎。“地面中央升降臺，我們採用‘先下沉、再平移、最後上升’的‘小開合’方式。”申紀剛介紹，這種創新方式，能夠減少大幅度動作所帶來的突兀感，為藝術表演與流程儀式提供了流暢而平穩的舞臺，配合整體演出塑造出寧靜的唯美。

如果說航天技術讓中國製造在此次開幕式舞臺中挺起了脊樑，那麼在系統工程建設中，對一分一釐的“較真兒”，就是航天精神的延續。

上千次模擬試驗確保控制零錯誤

五環採用了大量LED螢幕，如果某一個單元的燈珠臨時“生病”怎麼辦？“針對這個問題，長征天民採用了雙供電、雙訊號、雙屏系統的冗餘異形拼接LED顯示裝置，當一個系統出現故障的時候，備份系統可以無延時切換。同樣的道理，所有的升降裝置採用一主一備的驅動電機，一旦主機出現故障會立刻切換到備機，並且我們實現了瞬間切換，這樣的速度肉眼是根本看不出來的。” 申紀剛說，要知道，火箭發射的視窗期還會有兩三個小時的範圍，但是舞臺上的呈現卻要控制在秒以內，絕不允許出現一點錯誤，也沒有重新開始的機會。

正像火箭院黨委書記李明華所講：“導演負責精彩，我們負責安全、可靠，為藝術家提供堅實的基礎，為藝術創作提供技術保障。”為了確保在冬奧開閉幕式呈現導演的精彩創意，長征天民冬奧團隊按航天系統工程方法，對標航天質量控制、風險控制、設計最佳化等要求，進行了上千次的虛擬模擬試驗。

20多次方案修改、200多人的團隊、700多天的付出、上百次的實物試驗論證，只為開幕式舞臺上的分毫不差。嚴謹務實、開拓創新、凝心聚力、精益求精，長征天民航天人的航天精神續寫在了冬奧會開幕式舞臺上。

開幕式依舊在繼續，申紀剛思緒回籠，在《歌唱祖國》的樂曲聲中，東道主中國隊入場了，五星紅旗映在他眼中，伴著一抹溼潤愈發閃亮起來。此刻，他眼角的魚尾上揚，700多天懸著的心終於落了下來。

記者 盧金曦