●清华大学机械工程系博士生 李新新

李新新

我是机械工程系田煜教授的博士生李新新，参与了此次北京冬奥会场外火炬台的设计工作。整个火炬台设计项目由美院马赛教授团队牵头，联合机械系田煜教授团队以及土木学院石永久教授团队共同完成。

2月4日，北京冬奥会胜利开幕。开幕式上，主火炬台以十分新颖的形式，让全世界眼前一亮，场外的三个火炬台也依次被点亮，火炬台充分融合艺术与科技两方面，体现了“简约、安全、精彩”的冬奥理念。

早在2020年11月，田煜老师就接到冬奥会开闭幕式团队的邀请，参与奥运火炬台的研制。我非常清晰地记得第一次接触这个项目的情景，那会儿我正前往江苏参加一个会议，还在高铁上。田老师突然打电话给我们，语气非常神秘地交给我们一个任务。

他说，我们要做一个10多米高的大圆盘，非常薄，得在空中做一些复杂运动，还得承受可能的大风，让我们提前做一些准备工作，最后还一再嘱咐我们，这件事情先保密，不要外传。当时我们几个同门私下就猜是不是和冬奥会有关，因此我们最开始设计的几种图案里面加入了雪花和五环等元素，想借此试探一下田老师。田老师对这个雪花状的图案尤其青睐，我们感觉八成就是冬奥会的某个标志性雕塑了。

导演团队最开始对火炬台提出了很多设想，希望能够让核心图形有更多精妙、复杂的运动，包括各种公转、自转、螺旋转，艺术价值很高，但是我们论证后被证明难以实现，风险太高。最后，美院团队从艺术角度提出“同心反向旋转”的方案，我们团队从技术的角度论证了该方案可行性较高，也通过缩比模型给导演进行现场演示。最终，该方案在激烈的竞争中胜出，得到了一致认可。

此后我们对该方案进行了为期近一年的研发工作。田煜老师在过程中组织团队进行多次讨论、分析，总结出火炬台的设计面临三个比较重要的考验：一是火炬台尺寸和重量大，核心图案有十几米高，好几吨重，关键还得转动起来，这种动态雕塑在世界上还是非常罕见的；二是面对的工况复杂，延庆和张家口地区的冬季风力高达10级，环境温度可达零下20℃-30℃，我们在设计的时候必须考虑这种极端工况；三是艺术美学要求高，有很多异形曲面，我们将电路和气路都埋藏在橄榄枝内部，整个装置仅仅通过上下两个细小的枝条来承重。这三种考验对我们的设计提出了非常严苛的要求。

最大的难题在于中间大雪花的设计实现上。整个大雪花的重量都压在下枝条上，并且要抵抗可能的大风。初始的大雪花形态完全不满足强度要求，通过初步计算，大雪花立起来枝条就会断。这时大家都心里打鼓，都觉得“只靠一根枝条，不可能撑得住”。所以有人就提出要不然就在上下枝条添加立柱。这个方案差点儿成为最后的方案，如果没有进一步的优化设计，大家最后看到的可能就是带有立柱的雪花——说实话，确实有点儿丑。我们也不甘心如此漂亮的雪花因为强度的问题大打折扣，这时候就需要艺术与科技的相互妥协，相互融合了。

这时，我就在想，能不能把上下枝条稍微修改一下，尽量不破坏原有艺术形态的情况下满足要求。如果上下橄榄枝条中的叶子与枝条搭接，构成双支撑结构，肯定能大大提高支点的强度。同时在整体布局上，中心圆环与上下枝条形成一体的主要承力结构，其余枝条与叶子尽量轻。我把这个想法和团队成员进行了讨论，得到了大家的认同。随后整个过程与美院一道进行了多轮的迭代修改，最终得到一个融合美学与科技的优化设计方案。才有了我们现在看到的这个优美的大雪花。

“国家给的任务，得奔着100%去。”田煜老师在开会讨论技术方案时说道。这个任务责任重，时间紧，每每遇到难题时田煜老师就会把团队聚集到一起讨论，给我们信念，为我们加油。整个研制过程中团队进行了非常多次的讨论与现场考察，最终在各方的共同努力下完满完成了国家交给的任务。

冬奥会开幕那天，我在新清华学堂观看了开幕式。浪漫、漂亮的大雪花在舞台间徐徐升起，场馆外，火炬台在点火后优雅运转，晶莹的雪花和灵动的丝带同心反向旋转，流光溢彩的飞扬姿态间展现圣洁的冰雪之美。我的心里首先是踏实了，心中石头最终落地，而后，一种强烈的自豪感涌上心头，能在国家盛会上贡献出自己一份小小的力量，是我一辈子的荣耀。我们实验室团队践行了面向国家重大需求开展科研的要求。未来，我们也会行而不辍，履践致远，为建设社会主义现代化强国贡献更多机械科技的力量。

（清华新闻网3月23日电）

编辑：李华山

审核：刘蔚如 吕婷