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8日8日晚，在北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上，隨著體操王子李寧“飛天”點(diǎn)燃主火炬，那一刻世界的目光全都聚焦在承載圣火的主火炬塔上。
這是一座高達(dá)30余米的骨架蒙皮結(jié)構(gòu)建筑，造型獨(dú)特，加上“鳥(niǎo)巢”自身支撐骨架的高度，塔頂實(shí)際高度達(dá)到了近百米。
相比“鳥(niǎo)巢”四周空曠的環(huán)境，這樣的高度自然會(huì)帶來(lái)十分強(qiáng)大的風(fēng)載荷，加之整個(gè)奧運(yùn)賽程長(zhǎng)達(dá)18天，為了確保主火炬塔安然屹立，必須掌握其風(fēng)載荷情況。然而主火炬塔形狀酷似卷起的膠片，外形十分復(fù)雜，現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范沒(méi)有可供參考的體形系數(shù)，導(dǎo)致主火炬塔的結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)和外蒙皮設(shè)計(jì)缺乏可靠的風(fēng)載荷參照數(shù)據(jù)。為此，必須通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)，準(zhǔn)確掌握主火炬塔的風(fēng)載體型系數(shù)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供精確有力的依據(jù)。
重任落在了總裝駐川某基地科研人員的肩上。因?yàn)�，這里有亞洲最大的風(fēng)洞群，有一流的試驗(yàn)技術(shù)手段和優(yōu)秀的科研人才隊(duì)伍，空氣動(dòng)力學(xué)綜合試驗(yàn)研究能力居亞洲之首。
2007年底，受北京奧運(yùn)會(huì)主火炬塔設(shè)計(jì)部門(mén)委托，基地承擔(dān)了主火炬塔抗風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)洞試驗(yàn)任務(wù)。
主火炬塔的設(shè)計(jì)和造型是北京奧運(yùn)會(huì)的核心機(jī)密之一，為了圓滿(mǎn)完成任務(wù)，該基地從精心挑選參試人員入手，確保每個(gè)環(huán)節(jié)萬(wàn)無(wú)一失。所有參試人員都是來(lái)自于風(fēng)洞試驗(yàn)一線(xiàn)的優(yōu)秀科技干部。
這看似平常的風(fēng)洞試驗(yàn)任務(wù)，卻蘊(yùn)涵著諸多技術(shù)難題。
首當(dāng)其沖的就是模型設(shè)計(jì)。由于主火炬塔是復(fù)雜的卷曲弧面，風(fēng)洞試驗(yàn)難度十分大。要獲取最準(zhǔn)確的測(cè)力測(cè)壓數(shù)據(jù)，必須選用最恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)?zāi)Ｐ停壤蠡蛱《茧y以滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。參試科研人員運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算技術(shù)手段，對(duì)各種比例的試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行分析計(jì)算，最終確定為理想狀態(tài)下的1:15縮比模型，并采用分塊數(shù)控加工然后拼裝的方法，成功利用7個(gè)鋼聯(lián)接塊將16個(gè)鋁曲板聯(lián)接成一個(gè)整體，保證了模型外形的準(zhǔn)確性。與飛行器和其他建筑物的誕生過(guò)程一樣，是風(fēng)洞，為最終確定主火炬塔的總體布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)頒發(fā)了“準(zhǔn)生證”。
克服了模型設(shè)計(jì)難題后，還要破解自然風(fēng)對(duì)主火炬塔的“侵襲”。參試人員考慮到每一個(gè)可能產(chǎn)生影響的細(xì)微環(huán)節(jié)，風(fēng)洞試驗(yàn)中，他們不但根據(jù)不同風(fēng)向安置了長(zhǎng)12米、高2米的體育場(chǎng)模型，甚至還保留了體育場(chǎng)周邊的大量建筑模型，真實(shí)模擬了主火炬塔周邊的風(fēng)環(huán)境。為了獲得精確的試驗(yàn)參數(shù)，科研人員沿16個(gè)主要風(fēng)向，在厚度僅20毫米的卷疊狀主火炬塔模型內(nèi)外表面，均勻布置了300多個(gè)測(cè)壓點(diǎn)。然而，這并不是一勞永逸的工作，每改變一次試驗(yàn)狀態(tài)，就要全部吊裝試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃椭黧w建筑物模型，還要在300多個(gè)測(cè)壓點(diǎn)重新布置傳感器，任務(wù)量十分繁重。
科研人員克服時(shí)間緊任務(wù)重的困難，堅(jiān)守在風(fēng)洞內(nèi)24小時(shí)連續(xù)奮戰(zhàn)，先后完成主火炬塔試驗(yàn)?zāi)Ｐ拓Q直、平放各種狀態(tài)下的內(nèi)外表面測(cè)壓、整體測(cè)力和煙流試驗(yàn)等各類(lèi)風(fēng)洞試驗(yàn)60余次，成功解決了主火炬塔總體布局設(shè)計(jì)、模擬設(shè)備的風(fēng)環(huán)境、橫風(fēng)向共振影響等諸多技術(shù)難題，為主火炬塔主體抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供了大量科學(xué)準(zhǔn)確的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
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