上海石化火炬攻關團隊破解碳纖維火炬外殼在1000攝氏度高溫制備過程中的難題，成功制作火炬“飛揚”。其重量較傳統鋁合金外殼輕20%，具備“輕、固、美”的特點。 張 挺 攝

▲2022年1月，上海石化火炬攻關團隊在北京為火炬“飛揚”安裝氫氣罐。張 挺 攝

?上海石化碳纖維生產線。 李英豪 攝

胡擁軍

2024年巴黎奧運會即將開幕，運動員蓄勢待發，體育愛好者滿懷期待。值此之際，不禁回想起2022年北京冬奧會和冬殘奧會。作為2022年北京冬奧會和冬殘奧會官方合作伙伴，中國石化積極履行職責使命，投身各項籌備工作，在場館建設、能源供應、物資保障、志愿服務等方面傾力奉獻。其中，上海石化牽頭進行冬奧火炬研發攻關和量產工作，實現全球首次以碳纖維復合材料制作奧運火炬外殼，助力綠色奧運。

緣 起 堅決履行央企責任擔當，讓“黑黃金”碳纖維變身冬奧火炬

2018年，上海石化迎來了一個訪問團，其中包括一些體育界人士。上海石化副總經理黃翔宇在介紹中國石化碳纖維技術時驕傲地說：“碳纖維的質量只有鋼的四分之一，但強度是鋼的7至9倍。我們的碳纖維不僅能做奧運會火炬，而且更輕、更堅固。”

就是這么一句不經意的話，開啟了上海石化和冬奧火炬的緣分。

2020年4月，北京冬奧組委面向全社會公開征集火炬外觀設計方案。他們第一時間想到了上海石化的碳纖維技術，開始尋求合作的可能性。

時間緊、任務重、要求高，行還是不行？

“不僅行，而且一定要干好！”上海石化堅決履行央企責任擔當，憑借多年來深耕碳纖維領域掌握的先進技術，主動承擔起冬奧火炬外殼研制的任務。

“集團公司黨組高度重視，多次作出指示，一定要造出一把富有高科技含量的冬奧火炬，展現中國石化的科技創新實力，展示中國石化講政治、顧大局、負責任的企業形象。”黃翔宇回憶，“我們整個團隊備受鼓舞，斗志滿滿！”

上海石化第一時間成立火炬攻關團隊，并全程牽頭組織相關合作團隊開展火炬外殼用碳纖維的研發工作，明確任務書、時間表、責任人，確保高質量完成這一光榮任務。

“當時火炬設計方案還沒出來，為了搶工期，我們提前演練，參照2008年北京奧運會的火炬樣式，制作了好幾把火炬。實踐證明，碳纖維火炬除了能夠還原樣式，還做到了更輕更堅固，大家都覺得這事兒成了！”上海石化先進材料創新研究院總經理林生兵介紹。

2020年9月22日，經北京冬奧組委主席辦公會研究決定，名為“飛揚”的作品，成為北京冬奧會和冬殘奧會的火炬設計方案。為更好地貫徹綠色奧運理念，冬奧火炬將創新使用氫能和碳纖維技術。2020年9月23日，北京冬奧組委召開會議，前來參會的不僅有設計方，還有上海石化碳纖維材料方面的專家和航天科技氫能燃燒方面的專家。

萬事俱備，各方就位，火炬“飛揚”呼之欲出。

攻 關 打響協同創新攻堅戰，用“黑科技”讓冬奧火炬“輕、固、美”

由于前期試驗成功，上海石化火炬攻關團隊信心滿滿。然而，現實卻給他們潑了一盆冷水。

“2020年10月，當拿到設計團隊3D打印出來的火炬樣品時，我們全都傻眼了。”上海石化先進材料創新研究院研究開發部研究二室主任沈海娟說。

設計師手中的“飛揚”，形狀飄逸，分為內飄帶和外飄帶，需要將二者完美地卡在一起。如何使碳纖維的火炬外殼既能接受形狀不規則的挑戰，又能經受耐火抗高溫的考驗？“飛揚”雖然比2008年北京奧運會的火炬大，但體型仍算小巧。在儲氫罐、燃燒器狹小的空間內，如何既確保氫氣燃燒系統呈現出飽滿耀眼的火焰狀態，又確保氫氣能夠燃燒足夠的時間？

困難挑戰接踵而至，火炬攻關團隊兵分兩路進行攻關。一路，牽頭組織東華大學、云路復材公司三維編織團隊，負責火炬外殼三維編織技術研發及生產，進行鐳雕噴涂上色、組裝，最大程度還原火炬靈動的外形；與中核集團核八所、庫貝化學公司合作，研發碳纖維復合材料，以滿足火炬耐高溫、耐火燒的需求。另一路，與航天科技集團、航天科工集團合作，分別研發氫氣火炬、丙烷火炬的內飄帶和燃燒系統。

一場協同創新的攻堅戰圍繞“飛揚”全面展開。在火炬外殼研制的3個月內，火炬攻關團隊逐一攻克多項技術難題，形成了從碳纖維生產、復合材料制備到產品終端應用的一站式解決方案。

用碳纖維做火炬又輕又堅固，而且與以往用鋁合金做的火炬相比，還可以保證火炬在冬季低溫下傳遞時有更好的手感。然而，碳纖維本身并不耐高溫，更不耐火燒，這是主要的難題之一。為了解決該問題，上海石化與中核集團核八所攜手攻關，引入高性能樹脂，與碳纖維一起做成碳纖維復合材料，并通過工藝調整，將火炬的上半段燃燒端在1000攝氏度以上高溫中進行特殊處理，有效解決了在高溫制備過程中火炬外殼起泡、開裂等難題。

以碳纖維復合材料制作奧運火炬外殼，不僅是世界首創，而且創新實現了火炬外殼重量較鋁合金外殼輕20%，呈現出“輕、固、美”的特點。

經專家鑒定和實踐檢驗，碳纖維氫能火炬安全可靠性高，可抗10級大風和暴雨，能在極寒天氣中使用。在解決復雜難題的同時，兼顧了輕量化、小型化、外形匹配等要求。

“飛揚”火炬正式發布后，兼具中華民族傳統特色和現代科技含量的冬奧火炬得到了較高評價。

量 產 承擔手持火炬量產項目，確保冬奧火炬“翻山過海”順利傳遞

歷經“九九八十一難”，火炬攻關團隊交出了完美答卷。還來不及慶祝，新的任務已到達：2021年3月，北京冬奧組委提出，中國石化以北京冬奧會和冬殘奧會官方合作伙伴的身份，承擔手持火炬量產項目。

為此，上海石化成立量產項目組，設立綜合協調、商務運作、生產督造三個工作組，全力推進火炬量產工作。

“作為科研團隊，一開始我們以為只需要負責火炬外殼的工藝研究和制作，當得知要承接量產任務時，壓力非常大。”上海石化總經理管澤民說，“從制作一把火炬外殼到制作成千上萬把全形態火炬，其中的困難不亞于火炬外殼的研發。”

經企業現場考察和樣品測試驗證，他們最終確定了冬奧火炬各部件的加工企業。一個集火炬外殼、內飄帶、燃燒系統、火種燈、終端檢測到交付產品于一體的總流程，在上海、北京、江蘇、廣東、河北五地迅速建立并快速運轉起來。

仔細觀察“飛揚”，會發現它與2008年北京奧運會開幕式主火炬塔形態相呼應，以祥云紋樣打底，自下而上從祥云紋逐漸過渡到象征冬奧會的雪花圖案，最后在頂端化身為飛揚的火焰。如此精美的火炬，不僅僅是工藝品，更是藝術品。

藝術品的量產，會遭遇效率、質量、成本等重重挑戰，首當其沖的是效率問題。為保質保量及時完成量產任務，上海石化堅持邊對接、邊完善、邊驗收、邊量產的工作方案，制訂量產實施計劃，從火炬內外飄帶各部件的外形，到氫氣瓶樣件、控氫閥、燃燒效果，再到火種燈外觀、操作便捷性等，逐一進行優化。

2021年9月中旬，用于冬奧火種采集的丙烷火炬量產樣品順利通過北京冬奧組委組織的兩次現場檢測和第三方驗證驗收。2021年9月22日，上海石化向北京冬奧組委正式交付115支丙烷火炬及火種燈、引火棒等部分周邊產品，順利完成北京冬奧組委交付的首批量產任務。按計劃，還有1200支火炬將在2022年1月中旬前運抵北京。

2021年10月18日，北京冬奧會火種在奧林匹克運動發祥地——希臘伯羅奔尼撒半島的古奧林匹亞遺址成功采集。在火種采集隊伍中有兩名上海石化員工，他們主要負責為希臘雅典火種采集和北京火種歡迎儀式保駕護航。

“作為一名石化人，我非常清楚這一把火炬承載了多少使命與榮光，很高興能圓滿完成火種采集和歡迎任務。”上海石化技能大師富小青說，“火種采集前一晚，為保證‘翻山過海’的火炬第二天順利傳遞，我們徹夜未眠，每小時檢查一次燃燒裝置，確保萬無一失。”