纯手工制作的氢火炬：太阳色的氢火焰（下）

氢火炬的结构

■将“禁忌”投入实际使用

尽管研究团队尝试了各种解决方案，在开发初期阶段，火炬依然非常冰冷，几乎难以手持，燃烧的持续时间也只有5分钟左右，无法达到每名火炬手完成传递所需的7分半的时间，而且火焰很小，热量不够高，导致容器冷却的恶性循环无法改善。最重要的是，火焰太小，无法达到对沿途声援的人群的宣传效果。

大约在去年9月，由于多次尝试制造出的火炬都无法产生大火焰，甚至有人提出放弃使用氢作为火炬的燃料。为了寻找解决方案，研究团队的工程师拜访了在燃烧工程领域首屈一指的工程师——东京大学的茂木敏夫副教授。

茂木先生提出了一种称为“预混合”的技术，该技术在氢燃料行业中被禁止使用。

（图片来自百度）

预混合是一种在燃烧前将氢气和空气（氧气）混合后一并点燃的技术。少量氢气也可以产生大火焰，但是很容易发生“回火”现象，即火会返回到燃料释放源，危险性急剧增加。据说使用预混合氢燃料的火箭发生爆炸的大多数原因就是这种回火现象。

茂木先生认为，只要将火炬尖端氢气出口的直径保持在一个较小值，就可以防止回火现象的发生。只是这样一来，将无法确保氢连续燃烧所需的空间，无法获得大火焰。

结果，该研发团队在氢气的出口和空气的入口开设许多细小的孔以防止回火现象，同时运用预混合技术，实现了大火焰。山岸先生回忆说：“最后，通过预混合完成了重大突破，使技术实现成为可能”。最终，氢火炬可确保约15分钟的燃烧时间。

研究团队对火炬的重量也进行了深入研究。使用铝废料制成的火炬外框原重约650克，研究团队在保持原有形状的同时，对其进行了定制切割，进一步减轻了约150克。

经过不懈的努力，火炬的重量减轻到2.4千克，比第一支试制品减轻了约1千克。尽管如此，它还是现有火炬的两倍重，但已经可以完成携带和火炬传递。

最终的完成品“出炉”时，已经是日本国内原定开始圣火传递日期的1个月前，也就是今年2月份。

■无色透明的火焰变成橙色

氢火炬的各方面都凝聚了设计团队的创意。

原本氢气燃烧的火焰是无色透明的，但国际奥委会（IOC）要求，“圣火的火焰代表着太阳，因此希望火焰的颜色是橙色或红色”。

为此，在火炬的尖端安装了一个特殊装置，可将苏打（碳酸钠）撒在氢气火焰上。当苏打被氢火焰加热时，火焰会发生焰色反应变成橙色，外观看起来近似天然火焰。

（图片来自百度）

考虑到宣扬“氢气在正确使用的情况下不会有危险”这一理念的初衷，在氢火炬的安全性方面也进行了深入示范研究。内阁官房、东京都政府、横滨国立大学以及东京大学等成立了独立的第三方委员会，对火炬的安全性进行了反复测试，例如将装有储氢合金的容器放在火焰中20分钟，从1.8米高处抛下等。最终，该委员会证实，举握具有氢气火焰的氢火炬在市区内奔跑是没有安全性问题的。

包括备用火炬在内，该团队共制作了数十支氢火炬，并且全部是由开发团队手工制作的。

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（图片来自百度）

氢火炬原计划于今年3月，在建有太阳能制氢工厂的福岛县浪江町开始使用。山岸先生充满干劲地表示，“我也非常想带着备用火炬在一旁陪跑，享受氢燃料圣火的乐趣”，结果被意想不到的敌人——新型冠状病毒阻挡了道路。

鉴于不确定的未来形势，日本奥组委避免对氢火炬发表新的评论。但是，相关人员时刻关注首相安倍晋三的言论，他们表示：“希望氢火炬可以作为战胜新冠病毒的象征被点燃”。

参考日本报道原文：https://www.sankei.com/premium/news/200510/prm2005100008-n1.html

纯手工制作的氢火炬：太阳色的氢火焰（下）

克服“边燃烧边冷却”的难题：即将登场的氢火炬（上）