Десять лет назад на XXII зимней Олимпиаде в Сочи торжественно запустили Чашу Олимпийского огня. Разработкой главного ее элемента занималось самарское двигателестроительное предприятие ОДК-Кузнецов. Инженеры предложили решения, которые позволили добиться безупречной работы Чаши во время всей Олимпиады.
О том, как шла работа над проектом, в нашем материале.
Необычная задача
Во время Олимпийских игр в 2014 году центральное место на площади Олимпийского парка заняла Чаша Олимпийского огня, прообразом которой стала сказочная жар-птица.
Эта композиция совмещает в себе стелу для огня и чашу фонтана, которая увенчана огненным красным гребнем, а крылья жар-птицы образуют круг, где расположен цветомузыкальный фонтан.
Сочинский факел является самым большим за всю историю Олимпиад: высота сооружения - около 50 метров, а высота пламени достигала 6 метров.
Конструкция Олимпийского факела по своей сути проста: он состоит из емкости с газом и горелки. Топливом для факела служит обычный природный газ.
Задачу создать устройство, которое будет обеспечивать подачу газа в Чашу поставили перед самарскими двигателестроителями в 2013 году.
Разработчикам горелочного устройства потребовалось выйти за рамки привычного - они должны были выполнить несколько технически сложных требований.
Главное - безотказная работа в экстремальных условиях на значительной высоте. Беря во внимание время года и региональные особенности им пришлось учитывать много факторов – сильный ветер, метель и даже возможные землетрясения. Для проверки устойчивости к любым проявлениям погоды специалисты проводили испытания работы факела в условиях урагана и проливного дождя.
Сложность задачи была и в том, что пламя должно быть ярко желто-оранжевого цвета, что для горения газа не характерно. Инженерам предстояло также подобрать и поддерживать определенную высоту и размер пламени.
Кроме того, нужно было обеспечить полное сгорание топлива, чтобы не нарушить экологию города-курорта, и выполнить жесткие ограничения по шуму.
К созданию горелочного устройства конструкторы ОДК-Кузнецов приступили в апреле 2013 года. Проект вели более 20 конструкторов предприятия.
Уже в сентябре спроектированное и изготовленное с нуля горелочное устройство было отправлено на место проведения зимних игр для монтажных работ.
Эффективные инженерные решения
Для обеспечения высоты пламени внутри газопровода двигателестроители смонтировали основную, дублирующую и резервную ветки подачи таза.
Нужно отметить, что самарскому оборудованию предстояло работать пять недель, обеспечивая постоянное горение факела с высоким пламенем желто-оранжевого цвета.
Для этого инженеры предприятия ОДК-Кузнецов сначала спроектировали специальный коллектор с форсунками для подачи подкрашивающего раствора. Он был создан по аналогии с топливными коллекторами форсажной камеры сгорания авиадвигателя.
Конструкторы продолжили поиск более оптимального решения. В итоге нужный цвет пламени был получен за счет изменения параметров горения.
Горелку снабдили системой автоматики и регулирования: например, поставили датчики ветра. Чтобы поддерживать пламя, установили вентиляторы, которые в зависимости от скорости ветра автоматически направляли пламя вверх.
Затем двигателестроители перешли к масштабным испытаниям на территории подразделения предприятия «Винтай», где проходят испытания ракетные двигатели.
Здесь собрали макет 8-метровой верхней части олимпийской стелы. Внутри установили горелочное устройство, а напротив – авиационный двигатель серии НК-12, который «обеспечил» ураганный ветер скоростью до 40 метров в секунду и включался в момент подачи пламени.
На стендовых испытаниях отработали розжиг, форму и устойчивость пламени к обледенению. Разработчики проверили акустические и экологические характеристики системы контроля и программы управления Чаши. Также были испытаны системы автоматизированного перехода на резервное топливо.
Ответственный момент
После успешных испытаний оборудование демонтировали. В октябре 2013 года конструкцию диметром 3,5 метра и весом 4,5 тонны в сопровождении команды специалистов ОДК-Кузнецов отправили в Сочи. Инженеры и рабочие собрали горелочное устройство на 50-метровой высоте, отладили и опробовали его.
7 февраля 2014 года, во время церемонии торжественного открытия XXII Олимпиады в Сочи, двигателестроители запустили горелочное устройство Чаши на глазах у многомиллионной аудитории. Они обеспечивали его безотказную работу во время Олимпийских и Паралимпийских игр.
Полученный заказ на изготовление горелочного устройства Чаши стал одним из самых необычных и знаковых проектов предприятия ОДК-Кузнецов, где производят двигатели для авиации, космических программ, а также индустриальные двигатели, которые используются при транспортировке газа по магистральным газопроводам.