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機械社區

標題: 奧運火炬的技術含量---討論 [打印本頁]

作者: 深南大道 時間: 2008-3-31 19:52
標題: 奧運火炬的技術含量---討論
欣聞奧運火炬已經在北京啟動了，并且還有登頂珠峰
需要哪些條件呢？
另外，火炬是如何設計的？點燃時間多少？
我看電視上說是航天三院設計的
是否有很高的技術含量呢
期待高手解答

作者: 狙擊手 時間: 2008-3-31 23:41
昨天看了《垂直極限》，不知道那么多人為什么往山上跑，為了救人還掛了好多個人。
人有必要去“征服自然”嗎？（要是他不用呼吸空氣可以活著，我就佩服了，那才是“征服自然”！

）
沒意義。
連奧運都沒意義!多少人得了冠軍，卻得了一身的毛病，到老了痛不欲生，不就是要人關注嗎？為這個人生，為后代子孫做了什么呀？爬了個山，就讓國人偉大了嗎？

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-1 09:55
深南大道友好！

我想應該具備如下技術要求：
1、風吹不滅。
2、無氧燃燒。
3、外殼阻燃。
4、不怕強震。
5、明亮處要能看得見。
6、冒煙要小。
7、外殼導熱要低。
8、重量要輕。
9、處于任何姿態時，都不能滅。
10、要有足夠的時間。
……
.
syw 080401---09.55

作者: 憨老馬 時間: 2008-4-1 10:05

原帖由 syw開門造車 于 2008-4-1 09:55 發表
- ?- k9 [7 ?: J, j, ?深南大道友好！. }, e( P. r* f2 L. ~& K

7 R1 L+ f% W( O6 g" o( d; s5 l我想應該具備如下技術要求：" k4 W) N7 }/ y9 G
1、風吹不滅。
6 u* W$ p+ ^' l' [" \2 _2、無氧燃燒。
; L" s3 M+ D/ Z& Y. C( z) u3、外殼阻燃。+ W3 T0 X8 W( b
4、不怕強震。
" p" o  v* N9 ]3 m3 J) k' {5、明亮處要能看得見。2 I# Q* Z$ w$ A6 q8 R' M
6、冒煙要小。0 V* n7 t; m" B. c, i  s$ i: q
7、外殼導熱要低。6 C; O9 h# `% n8 G+ q9 n; a: n* R- U3 ^
8、重量要輕。
' r$ d& O& m  m# t# C9、處于任何姿態時，都不 ...

光是這些要求就有相當難度的了。
看電視說，還要不怕摔。

作者: 生為人杰 時間: 2008-4-1 10:09
標題: 抗風
抗8級風能上珠峰么?

作者: 無能 時間: 2008-4-1 10:14

原帖由 狙擊手 于 2008-3-31 23:41 發表 ! O2 X! c( D  r. z2 x
昨天看了《垂直極限》，不知道那么多人為什么往山上跑，為了救人還掛了好多個人。. t7 b/ J. \5 B* \  ?2 J' i8 W
人有必要去“征服自然”嗎？（要是他不用呼吸空氣可以活著，我就佩服了，那才是“征服自然”！）
" U' K! T, [; W7 o6 b1 i沒意義。
  E2 s; M6 D) `: n" O" }4 v& l連奧運都沒意義! ...

人說要征服自然，好比汗毛說要征服肉軀。

作者: 漂飛 時間: 2008-4-1 10:26
2樓，奧運那是征服自然嗎？應該是挑戰自我，奧運和社會發展一樣，各方面都要象前發展，按你的說法，你應該不用要電了，反正以前沒電的時候，人一樣好好活著。

作者: 藍夢 時間: 2008-4-1 10:48
火炬祥云能在每小時65公里的強風和每小時50毫米的大雨情況下保持燃燒。

作者: 深南大道 時間: 2008-4-1 21:45
這么說
奧運火炬還是高科技產品啊

從她的設計團隊來看確實是涵蓋了不少技術
希望大家繼續發掘啊

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-4 06:33
深南大道友好！
.
很多看似簡單的東西，科技含量都非常高。
我猜想，奧運火炬中就有很多自動控制方面的內容。
不說別的，單說第一個指標：強風吹不滅？
.
其實，哪有吹不滅的火焰哪，只是因為，在火炬中，應該設有一個“時實監控打火系統”，
才能在熄火的瞬間，再次重新點燃，只是這個瞬間非常非常的短，就如同電影不是連續的一樣，
人們無法查覺罷了。
這又帶來一個新的問題：如果，這個“時實監控打火系統”，損壞或發生故障怎么辦？
所以，如果要我來設計，我就會采用雙套或三套“時實監控打火系統”。
.
還有，我不知道你注意過“澳大利亞”設計的那個“奧運火矩”沒有，它可以在水中燃燒，
那個難度更大！
.
還有，你看我們中國設計的奧運金牌------金鑲玉
簡單嗎？
非也！
那也是一件科技含量非常高的作品！
.
syw 080404---06.33

[ 本帖最后由 syw開門造車于 2008-4-4 06:42 編輯 ]

作者: 我在飛 時間: 2008-4-5 11:58
據網上報道，“祥云”火炬使用丙烷為燃料，通過穩壓閥和回熱管控制火焰和加熱燃料使其穩定燃燒。

穩壓閥類似我們常見的減壓閥，但控制精度等都很高。回熱管類似汽油噴燈的預熱管，可增加燃料燃燒壓力使火焰具有很好的抗風性能。

[ 本帖最后由我在飛于 2008-4-5 13:27 編輯 ]

作者: 深南大道 時間: 2008-4-5 12:24
真沒想到
這東西原來這么有學問
既然是要舉在手上傳遞，那么她使用的材料應該都是輕質的吧~~~
另外，她的點火原理是從火箭學移植來的嗎？
是否申請了專利了呢？不要我們發明的東西
到時候被國外注冊申請了專利，那就郁悶了

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-5 19:15
各位友好！
.
我在飛友上傳的圖片中，顯示：儲能部向燃燒部有三根銅管相連，我想應該是：
第一根是燃氣輸送管。
第二根是氧氣輸送管。
第三是電控輸送管（監測，電打火等）！
.
再有，它的電控部分是用樹脂固化的，相當的堅固。看來，我們的這個火矩上珠峰是一點問題也沒有！
而且，我們的這個火矩也能在水下燃燒！
.
深南大道友好！它的點火原理應該是自激振蕩升壓原理，類同電警棍。
. 要說專利的話，可能已經晚了，如果說有專利的話，很有可能我們已經采用.并借薦了別人的專利，因為，
我們遇到的問題，人家早己遇到過了，而且，已經成功的解決了所遇到的所有問題。
比如，我在10樓的發言談到的“澳大利亞”設計的那個“奧運火矩”可以在水中燃燒，那是必需供氧的，
所以，我們的設計，很可能借薦了人家的設計。如果，人家申請了專利的話，我們是要付費的。 .
.
syw 080405---19.15.
.

作者: 害怕伏櫪 時間: 2008-4-5 19:39
不過奧運火炬的火種，必須是在奧林匹亞山麓用凹面鏡取得的太陽火才行。不能熄滅的。
熄了火，再重新點燃，就不是圣火了。
那是決不允許的啊！

作者: 齊樂 時間: 2008-4-5 19:58
要是被人發現的話,當然不允許了

作者: 我在飛 時間: 2008-4-6 07:43
我們的祥云火炬具有五大特點：
第一，預混火焰與擴散火焰結合燃燒，燃燒可靠穩定，有極強的抗風雨能力；
第二，采用氣相穩壓技術，在0～2500米的海拔高度區間內，都能以穩定的壓力保證火焰高度不變；
第三，以丙烷作燃料，保證了寬廣的溫度適應范圍；
第四，用整體無縫耐高壓鋁瓶貯存燃料，安全耐用；
第五，利用燃料循環流動高效回熱，即利用火焰本身的熱量加熱燃料瓶，使得在-40℃低溫下仍能照常工作

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-6 08:45
我在飛友好！

從你在16樓的發言看，是否可以得到這樣的結論：
單靠燃燒系統本身，就能做到強風吹不滅？
.
也就是說：儲能部向燃燒部不需要三根銅管相連，兩根就夠了。
第一根是燃氣輸送管。
第二根是氧氣輸送管。
.
第三根電控輸送管（監測，電打火等）部分完全可以省略。
.
syw 080406---08.45

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-6 09:48
標題: 我在飛友好，你在11樓發言中的圖是怎么貼上去的？
.
我在飛友好！
我剛才退出時，則我在網上就成了隱身狀態。
.
我發現，當我呈隱身狀態時，我在13樓上傳的附圖，隱身者看不見。
而，你在11樓發言中的圖，隱身者卻看得見！
.
問：你在11樓發言中的圖是怎么貼上去的？
.
謝謝！
.
syw 080406---09.48

作者: 我在飛 時間: 2008-4-6 10:50
syw開門造車前輩您好

我對這個火炬真實結構也不了解,看那張圖片個人認為其火焰由兩個噴嘴燃燒,一個噴嘴直接燃燒燃料(即可見的隨風晃動的火焰),另一路通過第一噴嘴周圍的回熱管將燃料加熱后在第二噴嘴燃燒(燃料因被加熱,體積增加,噴燃壓力較大,出現類似我們常見的氣焊的火焰,具有極強的抗風雨能力,即使第一噴嘴的火焰被風吹滅,第二噴嘴的火焰也會迅速引燃第一噴嘴.).到底那三根管各自的用途我也說不清.還希望大家多討論.

我在11樓的圖是直接復制到回復編輯欄的,與文字在一起.(不是做為附件上傳的).所以可在隱身時可以見到.

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-6 12:05
我在飛友好！
.
關于貼圖我會了。謝謝你。
.
關于火炬的問題繼續。
我們先不去猜這個火炬的原理到底如何，假如我們在一點外界資料都沒有的情況下，
設計火炬的任務落到了你的頭上，你有設計的全權決策權。
.
我們知道，任何設備的運行，都不敢保證不出故障。氣焊（氣割）也是如此，在實際
工作中常發生滅火和回火故障。
.
同樣，這個火炬在運行的過程中，也極有可能會出現這樣的故障。
在實際應用中，一但出現了這種情況，你怎么解決呢？
.
在全世界的眾目睳睳之下，該怎么處置呢？
.
syw 080406---12.05

作者: 我在飛 時間: 2008-4-6 14:07
syw開門造車前輩您好

   我又看了一些祥云火炬的報道，我上面的觀點有些錯誤。下面是我摘取的一些相關描述。

   “祥云的燃燒系統包含燃燒器、穩壓裝置、燃氣罐三部分。燃燒器采用了創新的雙火焰方案,即預燃室加主燃。預燃室與主燃室分開的做法在奧運火炬的設計上尚屬首次,這樣的設計將以預燃室的火焰保證火炬不受大風的影響,而主燃室衍生出的火焰將使整支火炬的火苗熊熊燃燒,保證了火炬的視覺效果。據悉,祥云能在每小時65公里的強風和每小時50毫米的大雨情況下保持燃燒。”
   “　火炬設計最重要的是讓它在各種情況下保持燃燒，這里需要考慮極端狀態：缺氧、大風、冰雹、摔打等等。由于本次奧運火炬傳遞路線將是奧運會有史以來最長的一屆，同時也是參與人數最多的一次。火炬被帶到珠峰接受嚴酷氣候考驗，測試結果，火炬可以抵御11級大風，每小時降雨量超過50毫米的大雨，火炬始終保持20～30厘米的火焰造型，美觀大方。火炬燃燒系統的開發任務屬于科工集團下屬的航天三院31所，該院一直從事我國火箭燃燒系統的開發工作。"
      “本次北京2008年奧運會的“祥云”火炬燃燒系統分為三部分：燃燒器、穩壓裝置和燃料瓶，主要工作原理是由供應部分將燃料送往燃燒器進行預燃，在火炬內部點燃小而穩定的火苗，然后再將燃料繼續送往預混火焰上方，形成近30厘米高的擴散火焰。如果遇到意外，火炬熄滅也不要緊，火炬燃燒室中有一個隔板，將其分成主燃室和預燃室。兩個燃室結合，一個熄滅了，另一個還可以接替上來。奧運火炬融會科工集團最前沿的科技成果，同時也在多個領域實現創新。為此集團公司派出專人負責研究開展相關知識產權工作。目前，兩項實用新型專利和一項發明專利已在國家知識產權局獲受理，其他幾項專利正在申辦中。”
   “雙火焰設計確保不熄火。北京奧運會火炬內部燃燒系統的一個重要創新是設置了‘雙火焰’方案，可以保證火焰的繼續燃燒。”劉興洲院士介紹說，燃氣流出后，一部分進入燃燒器的主燃室，形成擴散的比較飽滿的火焰；另一部分進入預燃室，保持一個比較小的但十分穩定的火焰，如果出現極端情況，主燃室火焰熄滅，預燃室仍能保持燃燒。”

   央視報道祥云火炬的視頻http://news.cctv.com/sports/aoyun/2008beijing/20070427/103655.shtml

[ 本帖最后由我在飛于 2008-4-6 14:21 編輯 ]

作者: 一覽眾山小 時間: 2008-4-6 15:35
小小火炬；也是具有非常高的科技含量的；而且要求美觀新穎！！！

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-7 08:41
我在飛友好！
.
答題有“考試”和“做作業”兩種方式。區別在于：
考試方式------只有一張紙和一枝筆，與外界隔絕。
做作業方式-------可以有大量的資料參考，可以照抄。
.
每遇到一個新的課題，我一般先用“考試方式”，然后再用“做作業方式”，
這樣做的好處是能找出自己的不足與差距。有很多時候，全新的設計就在這一過程中產生了。
.
//****************************************************
你在21樓的發言給出的信息，解決了部分的疑問。關于祥云火炬的視頻我也認真的看了。
但，還是感到信息量不夠。主要在于：
1，有沒有電控部分？
2，有沒有助燃用的氧氣瓶？
3，如果沒有上述兩項，如何能做到在水中燃燒？！
.
//*********************************************************
我的這個問，決不是毫無理由的。
因為，我們的這個火炬是要上珠峰的，一但火炬不甚掉入雪堆中，就如同掉入水中，與氧隔絕，
在此，與空氣隔絕的情況下，如何保證不滅，如何繼續燃燒？
.
//*********************************************************
如果，有了“電控”和助燃用的“氧氣瓶”，上述問題就好解決了。
只要我將堵塞的雪除掉，火炬就會立即燃燒！
.
syw 080407---08.41

[ 本帖最后由 syw開門造車于 2008-4-7 08:48 編輯 ]

作者: 大漠飛鷹 時間: 2008-4-7 09:51
syw開門造車友！
答題有“考試”和“做作業”兩種方式。區別在于：
考試方式------只有一張紙和一枝筆，與外界隔絕。
做作業方式-------可以有大量的資料參考，可以照抄。
.
每遇到一個新的課題，我一般先用“考試方式”，然后再用“做作業方式”，
這樣做的好處是能找出自己的不足與差距。有很多時候，全新的設計就在這一過程中產生了。
說的很好．設計就要這樣的．要不永遠也找不出自已的不足！

作者: 我在飛 時間: 2008-4-7 11:06
syw開門造車前輩您好！

對于“考試”和“做作業”兩種方式我的看法有些于您不同。（言過之處請您原諒）。現在是在工作，不是在上學。我們需要的是結果，不是過程。我每次接受新任務時，首先要查看大量資料，依據設計要求，在其中提取適用的成熟經驗與自己的思路相結合，盡快拿出設計方案。這樣會縮短周期，提高一次成功率。

對于電控系統，如果為穩定燃燒可以有，但如為圣火遇意外情況熄滅時，燃點火炬就沒必要了，那就不是圣火了。在圣火傳遞過程中，都會安排火種盒全程陪同，在火炬遇意外熄滅時用圣火火種點燃火炬。
我們的祥云火炬的設計要求是要在每小時65公里的強風和每小時50毫米的大雨情況下保持燃燒，沒有要求在水中燃燒，故可能沒有助燃用的供氧系統（個人認為）。

作者: 卓信 時間: 2008-4-7 11:26
http://vsearch.cctv.com/play.jsp ... ;db=&projectId=

這個鏈接里頭有劉工的總解釋

作者: 卓信 時間: 2008-4-7 11:27

原帖由 我在飛 于 2008-4-7 11:06 發表
) l$ O8 M; O; ^+ Qsyw開門造車前輩您好！8 d i' R5 G: f, l" s6 O$ `( q" P: ]5 L
! c) p* t% Q9 H2 k6 c
對于“考試”和“做作業”兩種方式我的看法有些于您不同。（言過之處請您原諒）。現在是在工作，不是在上學。我們需要的是結果，不是過程。我每次接受新任務時，首先要查看大量資料， ...

奧組委的要求并沒有要求在水下能燃燒

所以祥云估計不能在水下燃燒

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-8 10:35
我在飛..卓信兩位友好！
.
卓信友，你給的鏈接我去看了，在左下角的那個視頻中的第1分42秒處，
劉工程師明確說明：“要為上珠峰的火炬單獨專門設計”！
.
也就是說，現在正在傳遞中的火炬的技術指標，不能滿足珠峰的“低溫、低壓、低氧、大風、意外”的條件。
此進一步證明，我提出的問題決不是沒有道理。
.
是的，“奧組委可能沒有要求火炬非得在水下能夠燃燒”。
“水下能燃燒”只是一個形象的比喻說明，它的真實的含意是，當發生“氧氣阻斷事件”時，如何保證火炬
繼續燃燒。
.
我總感覺，做為一個帶有創新內容的設計構思，不能只限于單純的達到滿足客戶指標為標準，而一定要將各種
不利的因素想深想透。
.
蘇聯和美國在航天進行軍備競賽的時候，有一個項目是外太空行走。為了爭奪這個第一，雙方密而不宣，各自
密秘的設計準備著。結果，兩國幾乎同時完成了這一科研課題，蘇聯只提前了幾天的時間，贏得了第一。
.
但，蘇聯這次贏的非常險，差點負出生命的代價。
原來，蘇聯設計的太空服出艙進入太空后，發生了膨脹，完成太空行走后，宇航員返回飛船時，進不來了。
宇航員拼命的往艙內擠，大汗淋漓，但，無濟于事……
飛船返回地球的時間是由程序控制的，返航的時間一秒一秒的臨近，宇航員就那樣的在艙外掛著……
宇航員開始絕望的大聲叫罵“該死的設計人員”，全世界都聽到了。
最后，這位宇航員采取了一個極端措施----給宇航減壓服放氣，才算勉強擠回艙內，要知道，這種做法是相
當危險的。
.
在這一點上，美國的科研人員卻事先想到了！
.
我在看這篇文章時，尤如親臨現場，飛驚膽戰！
你聽完這個故事，感覺如何？還認為我的多想是多余的嗎？
.
syw 080408---10.35

作者: 我在飛 時間: 2008-4-8 16:03
syw開門造車前輩您好！

與您接觸可以學到很多東西！不只是技術方面的知識，還有很多做事的道理。我平時就是為了工作而工作，這是錯誤的。“不能只限于單純的達到滿足客戶指標為標準”。做任何事都要做好做精，不能做完了事。這就是差距！

作者: zxw157502 時間: 2008-4-13 21:21
宇航員開始絕望的大聲叫罵“該死的設計人員”
上面這句話要時刻謹記。有道理，凡事要多考慮。

作者: syw開門造車 時間: 2008-4-14 05:55
影迷網友好！
.
老帖頂出來了，順便再補充兩句：
我在28的發言講：
……最后，這位宇航員采取了一個極端措施----給宇航減壓服放氣，才算勉強擠回艙內，要知道，
這種做法是相當危險的。
.
你可能會說，這個方法不錯啊，就好象輪胎或氣球大鼓脹了，只要放點氣體積就縮小了，就能擠進艙門了，
就解決問題，不是很有效嗎？哪有什么危險可言？
其實，是相當危險的，你可知道到什么層度嗎？！
.
日本侵略中國時，在東北的731魔窟時拿人做各種試驗。有中國人，也有外國人。
有冷凍試驗----在滴水成冰的冬季，將人放到室外，把人凍成了冰人。
有熱風試驗----將人放到干燥室，用熱風吹，把人烤成了人干。
有真空試驗----將人放到密室中，用真空泵將密室的空氣抽成真空。其結果是被做試驗的人，
先是無法呼吸，自息而死，后是人體的內臟從人體的七竅擠出……
.
蘇聯的那位宇航員在“真空狀態”下的外太空給宇航減壓服放氣，就尤如那個“人體真空試驗”！
那位宇航員采取放氣這個極端措施返回飛船時，已經有點昏迷狀態了！
.
蘇聯的那位宇航員如果進不了飛船，如果讓飛船不回地球，那位宇航員就會餓死。
蘇聯的那位宇航員如果進不了飛船，如果讓飛船返回地球，那位宇航員就會燒死。
.
真的，我當時看完那篇文章后，郁悶的心情有好幾天都緩過不來。
.
syw 080414---05.55

作者: xiaohuilang 時間: 2009-4-27 10:50
很好很強大

作者: wssmjf 時間: 2009-4-27 16:12
原來，蘇聯設計的太空服出艙進入太空后，發生了膨脹，完成太空行走后，宇航員返回飛船時，進不來了。
宇航員拼命的往艙內擠，大汗淋漓，但，無濟于事……
飛船返回地球的時間是由程序控制的，返航的時間一秒一秒的臨近，宇航員就那樣的在艙外掛著……
宇航員開始絕望的大聲叫罵“該死的設計人員”，全世界都聽到了。
“該死的設計人員”，警惕我們設計人員要考慮周到啊

作者: yourandefeng 時間: 2009-4-27 22:04
技術含量這個詞是沒法具體說多少的一個感念。
很多東西都是了解了一點都不難不了解的時候又覺得那個東西好神秘的！
奧運火炬也是一樣！

作者: 金色的黎明 時間: 2009-5-4 11:57
28# syw開門造車
總工您好：

  請問是什么原因造成的太空服膨脹呢？美國采取的什么措施來應對的呢？

作者: 珠穆朗瑪 時間: 2009-5-4 22:06
10# syw開門造車
不是吹不滅，而是用了一種特殊的燃料，好像是丙烷

作者: 珠穆朗瑪 時間: 2009-5-4 22:20
1 北京奧運火炬祥云

近日，北京奧運會火炬樣式正式公布（圖1）。這一火炬名為“祥云”，造型的設計來自中國傳統的紙卷軸。從科技含量上，北京奧運會火炬在燃燒穩定性與外界環境適應性方面達到了新的技術高度，能在每小時65公里的強風和每小時50 毫米的大雨情況下保持燃燒。在工藝方面使用錐體曲面異型一次成型技術和鋁材腐蝕、著色技術。燃料采用丙烷，更加符合環保要求，順應“綠色奧運”的理念，北京奧運會的火炬外形制作材料還是可回收的環保材料。

圖1 北京奧運火炬

“祥云”火炬不僅外形設計具有濃烈的中國特色，其內部系統也是現代高科技的結晶，充分體現了北京2008年奧運會“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的舉辦理念。在北京奧運火炬的設計中，創造性地解決了很多技術難題，其中很多關鍵性的問題解決的方法與TRIZ理論中的經典理論也不謀而合。

2 TRIZ 理論

2.1 TRIZ 理論體系

TRIZ 是“發明問題解決理論”的俄文單詞首字母的縮寫。TRIZ 理論是1946 年由前蘇聯發明家G. S.Altshuller 在1946 年創立的。Altshuller 通過分析大量專利后發現任何領域的產品改進、技術的變革、創新和生物系統一樣，都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡，是有規律可循的。在分析了世界近250 萬份高水平的發明專利，總結出各種技術發展進化遵循的規律模式，以及解決各種技術矛盾和物理矛盾的創新原理和法則，建立一個由解決技術，實現創新開發的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學科領域的原理和法則，建立起TRIZ 理論體系（圖2）。

圖2 TRIZ 理論體系

這一方法學體系是以辯證法、系統論和認識論為哲學指導，以自然科學、系統科學和思維科學的分析和研究成果為根基和支柱，以技術系統進化法則為理論基礎，以技術系統（如產品）和技術過程（如工藝流程）、（技術系統進化過程中產生的）矛盾、（解決矛盾所用的）資源、（技術系統的進化方向——）理想化為四大基本概念，包括了解決工程矛盾問題和復雜發明問題所需的各種分析方法、解題工具和算法流程。

2.2 基于TRIZ 理論的創新軟件平臺—— Pro/Innovator

計算機輔助創新設計平臺——Pro/Innovator繼承了TRIZ理論中獨特有效的技術創新問題解決技法，又將本體論所描述的對象關系應用于行業創新方案庫的組織中，提供了快速及準確的獲得創新知識有效途徑。并融合了多領域技術難題解決的方法、現代設計方法學及計算機技術。從正確的描述問題、深入分析問題產生的根源、創造性解決問題，及評價解決方案，直至保護創新成果，實施知識管理等各個階段提供了全面而系統的軟件平臺。圖3 為Pro/Innovator 軟件的各個模塊及其問題解決流程。本文中所應用的軟件平臺即為Pro/Innovator。

圖3 Pro/Innovator 軟件模塊及其問題解決過程的問題

2.3 TRIZ 理論的創新原理

TRIZ 理論的體系涉及的內容眾多，這其中非常核心的內容之一就是TRIZ 創新原理。Altshuller 在分析了大量發明專利之后發現，很多發明其實所涉及的問題是類似的，而對于這類問題，背后所應用的方法都存在某種共性的東西。因此，Altshuller將其總結概括，形成一系列的方法、工具，這里主要就是：矛盾矩陣與創新原理等。這樣使得我們在遇到技術難題的時候，不至于陷入千頭萬緒，大大提高了我們問題求解的效率。

TRIZ 創新原理由39 個工程參數構成矛盾矩陣、40 個解決技術矛盾的創新原理以及11 個解決物理矛盾的分離原理等組成。針對工程中的技術難題，提煉出存在技術矛盾的矛盾對，或物理矛盾，映射到矛盾矩陣的相應位置，即可得到TRIZ理論所推薦的創新原理來創造性的解決技術難題。“祥云”火炬設計中的幾個關鍵難題的解決也深刻地包含了TRIZ理論中的創新原理。

3 從TRIZ 理論看火炬設計關鍵技術難題

奧運火炬除了外觀設計，其內部燃燒系統是整個火炬的“心臟”。而圖4 是用Pro/Innovator 軟件建立的火炬燃燒系統的功能模型。圖5是對火炬燃燒不穩定的問題在軟件中進行問題分解，得到整個問題的因果關系和系統資源，來全面的考察問題，尋找解決方案。從上述兩個圖中看出，對于火炬燃燒系統來說，燃料選擇和保證火炬穩定燃燒的問題是其最關鍵性的問題。

圖4 火炬的功能模型

圖5 問題分解模型

作者: 珠穆朗瑪 時間: 2009-5-4 22:24
.1 燃料

燃料是火炬內部系統設計首要解決的問題。此次，北京奧運會火炬選擇了丙烷作為燃料。它燃燒后主要產生水蒸氣和二氧化碳，不會對環境造成污染。而且丙烷可以適應比較寬的溫度范圍，在零下40攝氏度時仍能產生1 個以上飽和蒸氣壓，高于外界大氣壓，形成燃燒；丙烷可在低溫保持一定的壓力，像丁烷在低溫時壓力就變得很低了，很難噴出來。以往很多火炬傳遞需要跟著保溫車，在保溫車里保溫，點燃的時候再把燃氣罐拿出來，而丙烷燃料適應的溫度范圍比較寬。加上它產生的火焰呈亮黃色，火炬手跑動時，動態飄動的火焰在不同背景下都比較醒目。因此，它非常符合作為火炬燃料的各項技術指標。

但是丙烷也存在問題：在低溫時壓力較小，噴出相對困難，而且在丙烷液體變成氣體時需要吸收熱量，導致燃氣罐溫度降低。對于這個技術難題來說，需要提高燃氣罐的壓力，一般來說，只有充入更多的丙烷氣體，或者增加對燃氣罐加熱的裝置，這樣就額外的損失了能量。

TRIZ 理論認為，這里實際存在著“應力，壓強”與“能量損失”這一對技術矛盾。根據這一矛盾對，在TRIZ 理論的矛盾矩陣表中找到相應位置（圖6）,得到TRIZ 理論所推薦的創新原理是：

圖6 矛盾矩陣

● 第2 號抽取原理（Principle of isolation）：從物體中抽出產生負面影響的部分或屬性，或者僅抽出物體中必要的部分或屬性。

● 第36 號相變原理(Principle of using phasetransition)：利用物質相變時產生的某種效應。如體積改變，吸熱或放熱。

● 第25 號自服務原理(Principle of self-service)：使物體通過執行輔助或維護功能為自身服務，或者利用廢棄的能量與物質。

其中，根據TRIZ 第25 號自服務原理（圖7），我們可以利用到火炬燃燒時本身會釋放出熱量，設計增加回熱管(heat regenerative pipe)，用火炬火焰的熱量來加熱燃氣罐，這樣就可以使得丙烷始終保持一定的溫度，很好地解決了這一技術難題。

圖7 自服務原理

3.2 不滅的火焰——火焰方案

火炬在傳遞過程中要求不能熄滅，而且不論刮風還是下雨，都必須保持火炬燃燒的狀態。盡管大家過去也都想了很多方法，但是在奧運會歷史上還是經常出現意外。例如，上一屆雅典奧運會在火炬傳遞的兩個最重要的儀式上都曾出現熄火現象。與此不同，在悉尼奧運會上，奧運火炬還首次實現在海底傳遞。對于一般的奧運火炬來說，要保證火焰不滅，那么必須要能夠始終足夠的產生大量的熱才能維持火焰在各種極端情況下，相應的要求氣體燃料足夠多，燃燒室中產生火焰熱量足夠大才能抵御各種情況。這樣勢必要求燃燒系統所占的體積很大，相應火炬的重量也會增加。但是對于奧運火炬傳遞手來說，從安全的角度考慮，不希望火焰的熱量過大，同時為了使用方便，也不希望火炬的體積和重量過大的。因此，技術系統中對同一參數出現了完全相反的要求，在TRIZ理論中將這種情況稱為“物理矛盾”。在TRIZ 理論中，由第41號到51號創新原理來專門解決物理矛盾。

對于火焰不滅問題，TRIZ 理論所推薦的第41號創新原理：矛盾空間分離原理（Separation of contradicting properties in space）（圖8），與此次北京奧運火炬所采用的是“雙火焰方案”設計思想是完全一致的，將整個燃燒系統分為：預燃室(precombustion chamber)和主燃室(maincombustion chamber)。

圖8 矛盾空間分離原理

整個火炬燃燒系統的工作方式是：當穩壓閥打開以后，燃氣以氣態形式從氣罐里出來，然后經過穩壓閥。氣體從穩壓閥出來后，會經過回熱管，到達閥門后氣體“兵分兩路”，一路流到燃燒器的預燃室，另外一路流到主燃室。到達預燃室的氣體與空氣形成預混火焰；到達主燃室的氣體，將進行空氣的補燃，形成飽滿的火焰。火炬內的預燃室保持一個比較小但十分穩定的火焰，如果出現極端情況，主燃室火焰熄滅，預燃室仍能保持燃燒，保證火炬不熄滅。

另外，火炬的燃氣罐和穩壓閥是連接在一起的，穩壓閥的作用是使從氣罐里出來的氣體經過穩壓閥后，保持一定的壓力。如果氣體壓力穩定的話，在各種氣候變化時，火炬的火焰能保持一定高度。這樣的設計使得北京奧運會火炬在燃燒穩定性與外界環境適應性方面達到了新的技術高度，能在每小時65公里的強風和每小時50 毫米的大雨情況下保持燃燒。

圖9 祥云火炬頂部

3.3 防止風的回旋火炬頂端的紙卷形狀（圖9）容易形成風的回旋，因此，需要改進燃燒系統的抗風性。而實際上，只要預燃室不滅，整個火焰也就不會滅。那么對于提高預燃室抗風性的問題，需要改進的火炬燃燒系統的可靠性，但要提高火焰的可靠性，那么必須提供更大的熱量，這樣就造成了火炬能量損失。根據“可靠性”和“能量損失”這一矛盾，再由TRIZ 理論的矛盾矩陣表，得到推薦的創新原理是：

● 第10號預先作用原理（Principle of preliminary action）；

a) 預先對物體（全部或至少部分）施加必要的改變；

b) 預先安置物體，使其在最方便的位置開始發揮作用而不浪費運送時間。

作者: 珠穆朗瑪 時間: 2009-5-4 22:26
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從奧運火炬看TRIZ理論
發表時間：2008-7-30 作者: 萬欣*段海波來源: 安世亞太
關鍵字: TRIZ 理論奧運火炬 Pro/Innovator
“祥云”火炬設計中的幾個關鍵難題的解決也深刻地包含了TRIZ理論中的創新原理。

● 第11號事先防范原理（Principle of in-advance prepared emergency means）；采用事先準備好的應急措施，來補償物體相對較低的可靠性。

● 第35號物理化學參數改變原理（Principle of change of physical or chemical parameters）；

a) 改變聚集態（物態）；

b) 改變濃度或密度；

c) 改變柔度；

d) 改變溫度。

其中，根據第11 號事先防范原理（圖10）的建議，可以在預燃室上方加了蓋板(cover plate)，提高了它的抗風性能。遇到瞬時風變，火炬仍可以正常燃燒。

圖10 事先防范原理

4 從TRIZ理論技術進化曲線看歷屆奧運火炬沿革

現代奧運火炬從第11屆柏林奧運會之后，此后歷屆奧運火炬（圖11）的各項技術指標、性能也不斷發展、突破。奧運火炬的發展也深刻地體現了TRIZ理論中另一核心內容——“技術系統進化理論”。

圖11 歷屆奧運會火炬

4.1 TRIZ 的技術系統進化理論

發明問題解決理論( TRIZ) 認為,技術系統的進化要經歷嬰兒期、成長期、成熟期和退出期4 個階段。在此發展過程中，技術系統都遵循一定的客觀發展規律。TRIZ理論在大量分析以往專利的基礎上，將這些規律概括總結而成八大技術系統進化法則。以下，我們從奧運火炬的發展歷史，來看TRIZ理論的技術系統進化法則。

4.2 火炬燃料的進化

TRIZ理論中的八大進化法則中——向微觀級升遷法則（Law of Transition of a Micro-Level）（圖12）。“向微觀級升遷法則”指出，技術系統及其子系統在進化發展過程中減小它們的零件尺寸。技術系統的零件傾向于達到原子和基本粒子的尺度。在極端情況下，技術系統零件的小型化意味著向相互作用場升遷。

圖12 向微觀級升遷法則

在奧運火炬歷史上，曾經出現過使用鎂、火藥、樹脂、橄欖油……各種材料作為火炬的燃料（關于各屆奧運火炬情況參見附錄中的表格）。

1936 年柏林奧運會制作了第一把火炬，由鎂為主的燃料供燃。但是在1956年奧運會火炬的最后一棒，采用鎂和鋁做燃料，火焰很亮，但劇烈燃燒產生的灰燼卻灼傷了火炬手的手臂。因此，這種采取固體鎂的燃燒方式，逐漸被替代。1960年羅馬奧運會的火炬用天然樹脂松香作燃料。天然的樹脂是一種彈性體。后來，到1972年慕尼黑奧運會首次引入了液體燃料。在壓力作用下，燃料以液態存貯，燃燒時則是氣體，這樣既安全又易于儲存，以后的奧運會火炬大都采用了這種方式。

從以上奧運火炬發展的歷史，與TRIZ 理論中的“向微觀級變化法則”的內涵高度一致。這樣的例子比比皆是，切削刀具，計算機……的發展都是非常好的例證。我們可以根據技術進化法則，大膽預測未來火炬的燃料發展方向是以“場”的形式存在。因此，掌握了技術系統自身進化發展的規律，可以預測產品未來的發展方向，把握產品開發的方向。

5 結論

TRIZ 理論（發明問題解決原理）是在分析了大量專利的基礎上，形成的一門系統化創新的理論，是進行產品創新的有效工具。針對具體的技術難題，可以在TRIZ理論的指導下，設計者可以得出問題求解對的方向，再根據相關的領域知識和實踐經驗，創造性地解決問題。北京奧運火炬設計中技術難題的解決以及歷屆奧運火炬發展的歷史，都是TRIZ 理論豐富的例證。基于TRIZ 理論的計算機輔助創新軟件，將TRIZ理論與軟件技術相結合，使得TRIZ理論不僅僅是一門研究“創新的科學”，更成為工程師進行“科學的創新”必不可少的有效工具。

作者: 星天地158888 時間: 2009-5-5 20:10
金鑲玉太漂亮了！

作者: lcg123 時間: 2009-5-16 12:22
奧運火炬。。。。。

作者: dylbn 時間: 2009-5-17 21:55
不知道金鑲玉是怎么回事？

作者: 次元碎片 時間: 2009-5-29 23:01
純粹是為了賺積分哈，發表一下個人意見，當然奧運已過近1年，有點馬后炮，別的不多說，事實這個火炬也不是那么完美，確實被人為惡意熄滅過，但是還是向設計者致敬，雖然這是一個團隊的榮譽，但是這么大的盛事，壓力可想而知，其實設計內容公開后，大家可能會私下里想，尤其是我們這些搞設計的，那火炬也不過如此，要是某某做，也會這么做。其實，一個產品，特定的背景，特定的環境和意義下，某些舉措是冒著很大的壓力做出的，設計者在掌握了一切可以了解的資源后做出的選擇，可能不是最好的，但是一定要最可靠，這決定了往往不是最完美的，做設計就是在走鋼絲，有些設計，可能無關緊要，觀眾都在瞌睡呢，所以大膽的表現吧，失敗了可以再來，有些大家都在矚目的設計，失敗了，你就會名聲掃地，也無所謂，不是不可以東山再起，但是，有些設計，沒有回頭的機會，那是在萬丈懸崖走鋼絲，失敗的后果是身敗名裂、覆水難收，所以，我們向火炬的設計團隊致敬。剛來貴壇，確實有找到家的感覺，這里有可以交流的同行了，話說多了，只是提醒設計者的責任，和樓主唱點反調，也提醒那些剛入行者

作者: 海上孤舟 時間: 2009-5-30 13:18
太有才了~~

作者: jzxue 時間: 2009-6-1 22:18
火炬的原理誰能再說的明白點嘛
我還是不太明白

作者: jscui 時間: 2009-7-11 18:24
還有一個大家沒提到，就是在水里也能安全燃燒
為了抗風我覺得肯定設計了內燃腔和外然腔或者會回重燃裝置，不這樣設計是肯定不行的

作者: wxwx000 時間: 2009-7-19 22:16
國人很偉大支持高科技

作者: 秦皇高建 時間: 2009-7-21 11:17
偉大中國！！！！！！！！

作者: lvtengteng 時間: 2010-11-27 08:47
感嘆呀、？我以為那東西沒什么號的

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