奧運五環標誌的展示，是奧運會開幕式重要的一個儀式環節。在北京2022年冬奧會開幕式上，再次呈現了以科技手段輔助的文化視覺盛宴，“奧運五環”的出場和展示更是讓人印象深刻：銀河般的瀑布從天而降凝結成冰，近3層樓高的BLF在40餘秒內破冰而出，它“肚子”裡還內有乾坤，藏著奧運標誌五環。絢麗的鐳射打在BLF上雕刻出晶瑩剔透的五環，在音樂烘托下五環於碎冰中徐徐升起，宛如夜空中璀璨的恆星，將開幕式氣氛推向高潮。
航天標準定義設計與精度
五環驚豔登場瞬間的背後，卻是在航天系統工程的千錘百煉中誕生的。
它是怎麼完成的呢？來聽聽設計人員的介紹。
中國運載火箭技術研究院所屬北京長征天民高科技有限公司技術總監申紀剛介紹說，五環的結構特點是異形、大跨距、低剛度，它的設計和火箭研製異曲同工，對重量和精度要求都非常苛刻。
我們參照了航天結構設計的一些方法，為五環研製了骨骼——鋁合金桁架結構，衣服——LED顯示屏，外套——擴散板，讓五環也跟火箭的箭體一樣，既堅又輕。
專案經理王鉑說，五環要在整個地面系統的最大升降裝置——BLF中升起，每一個過程都要配合的嚴絲合縫。研製團隊在場地受限等情況下，透過精確控制315KW電機，驅動16條鏈條、16條鋼絲繩組成的4套同步傳動單元，讓升降精度控制在毫米級。
跟火箭一樣抗風
我國新一代運載火箭都具備很強的抗風能力，設計人員將這種能力也賦予給了五環，使懸吊高度為13米的奧運標誌，在儀式中即便遇到6級強風，也定力十足。
五環重量約為3噸，厚度僅350毫米，如此超薄的大尺寸裝置在高空迅速地升降，在強風面前如同一張紙，很容易發生起豎和側翻等現象。
技術總體趙勁彪說，讓五環安全地吊起來，核心是調控好產品形狀，其次是確定吊點。為了實現最美的視覺效果，導演要求只能使用兩個吊點。專案團隊透過大量計算和試驗，精準確定吊點，實現了高空威亞平穩吊起五環並升到預定高度，與五星紅旗交相輝映的演出效果。
堪比火箭的可靠性設計
航天系統工程研製中，可靠性設計也是重中之重，也常常提到，冗餘，它意味著有備份！更可靠！
長征二號F火箭在2021年承擔載人航天工程任務中，準備了一發備箭站崗，而五環設計中，也有“備件”。
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？我們採用了雙屏冗餘的異形拼接LED可程式設計顯示裝置，一套有問題另一套螢幕馬上能頂上。還有雙播控系統……當一個系統出現故障的時候，備份系統可以無延時切換。
為確保五環展示環節的成功，火箭院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，最終呈現了不一樣的五環，不一樣的航天技術。
正是，航天科技為藝術提供了更多的表現手段和實現的可能性，藝術又將靈感和生命力還與航天，二者彼此給予又相互融合。
作者：通訊員 王海露 記者 趙徵南
編輯：趙徵南
