北京冬奥会，水下机器人与火炬对接，此情景令全球观众眼界大开。火在水下燃烧，这与初中物理课本所讲燃烧三要素常识相悖。然而，中国航天科工三院31所的科研人员，硬是将“水火不容”转变为“水火相容”，而这背后是航天动力技术的降维应用。
水下燃烧的两大难题
要使得火炬在水下持续保持燃烧的状态，其核心之处在于要解决“防水”以及“补氧”这两个问题。水直接浇灭火苗这件事，是最为直观的阻碍。初中物理知识表明，燃烧需要具备可燃物、助燃剂以及点火源，而水下环境将这三点都给破坏掉了。
有科研人员，为火炬设计了一种“空腔”结构。火种就被安稳隐匿于其内里之中。火焰的周遭，还环绕包裹着一层气动防水罩。恰似于火苗身上，穿戴附加上了一件雨衣。此气膜具备将水排开之能力。得以令火焰在干燥环境里不断持续燃烧。并且火炬自身装载着助燃剂。以此解决水下氧气匮乏不足的问题。
家用液化气当燃料
好多人猜测火炬所燃烧的是特别燃料，实际上用的是丙烷，也就是处于高纯度的家用液化气。这样的选择极具智慧，原因在于固体燃料于水下进行燃烧之时会生成烟雾从而造成污染。丙烷燃烧得十分洁净，不存在黑烟，契合了绿色奥运的理念。
2000年时，悉尼奥运会曾出现过水下火炬，彼时运用的是固体燃料。2014年的索契以及2018年的平昌，也都开展过水下传递，然而其技术路线并不相同。此次北京冬奥会所采用的，乃是国际首支无烟燃烧的绿色清洁水空跨介质火炬，它还具备能在空气与水下这两种环境里长时间持续燃烧的特性。
机器人对接比空间站还难
机器人在水下完成交接，这是火炬传递的关键之处。一台既能在水中又能在陆地上活动的机器人，携带着火炬进入水下，与具备可变结构的机器人在水下实现对接，接着，另一只机械臂从水面伸出，将火炬传递给下一位手持火炬的人。这般过程，看上去似乎较为简易简洁，然而其技术层面所具备的难度却是相当之高的。
张波研究员讲，空间站对接处于那般一种真空环境之内呀情况之下，是不存在外界干扰的。然而呢却存在这样特殊的状况，水下对接那可是得去考虑水流扰动方面的问题的，机器人所处的位置呢会不间断地出现晃动的情形。对接精度以及稳定性呢所提出的要求比空间站的哟反而是要高的。火炬本身呢就好似一个小型气体燃料发动机咧，它集成了复杂的如同多重交织组合而成的控制系统咧。
零下20度冰面扎帐篷
自2021年10月起，研发团队展开密集测试，连续数月无休息日，他们于沈阳抚顺大伙房水库冰面进行试验，彼时下午5点天色已完全变黑，在零下20多度天气状况下，帐篷直接搭建在冰面上，设备依靠人力搬运。
日日顺着湖边小径以及冰面去搬运设备，收尾工作要到晚上八九点方可完成。2022年元旦那日，团队头一回达成两栖机器人与变结构机器人于户外水下的火炬传递，于冰雪之上度过了一个令人难以忘怀的新年。除夕当日还在开展最后的演练，直至2月2日才进行正式传递。
航天技术的降维应用
中国航天科工三院三一所的专业为，空天动力技术研究，燃烧技术乃其擅长领域。二零零八年北京奥运会时他们参与了火炬研制，那时张波刚入职，看着前辈们开展工作。此次他亲自带领队伍，将航天级别的燃烧技术应用于奥运火炬之上。
看看技术原理以及系统组成方面，水下火炬绝对能够拿来跟一个小型气体燃料发动机作类比。它达成水下燃烧的当口，还能够跟机器人整合起来并且自动施行控制。建立研究所历经64年所积攒的技术，最终于冬奥演展的舞台之上朝着世界彰显了中国科技的那份力量。
科技奥运的魅力绽放
二月二日，于北京冬奥公园，火炬由二百五十四棒火炬手传递至水陆两栖机器人，该机器人于水下完成交接之后，又传递给二百五十五棒火炬手。整个进程顺畅自然，网友所目睹的令人震撼的画面，其背后却是数不尽的日日夜夜含辛茹苦的付出。
张波接受采访之际，鼻音相当重，然而声音却极为轻松。历经连续数月在冰天雪地之中进行测试，所换来的乃是任务得以圆满完成。这可不单单是奥运史上首次开展的水下机器人火炬对接之事，还进一步向世界证实了中国于高端制造以及智能控制领域所具备的实力。
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