25米高烟花树

天安门广场,人民英雄纪念碑北侧,7棵25米高的烟花树一字排开,枝丫交错,百米光影树廊,玉壶光转,美轮美奂。

作为整场联欢活动最后揭秘的大型装置,7棵巨“树”在90分钟内完成了4次90度转体。4面树体,一面构成阑珊灯火的舞台背景;另外3面均是三维动态图卷,各色烟花为笔绘制21幅美景。

“叶”掩千余发射孔

“刚接到任务时,烟花树是一张导演勾画的示意图,还有几片树叶的平面草图。”联欢活动重要装置总设计庄文义说,在现实中立起这棵“会呼吸”的树,设计团队做的第一件事儿是看自然界中各式各样自由生长的真树。然后,深入研究树形结构、节点连接、力学特性,再归纳成符合力学传递途径的“树”。“反复优化,更换了几十种方案,最终才敲定设计方案。”

树形已定,要承担起整个烟花表演系统的核心的重任,7棵仿生“树”上的叶片花朵巧妙布局,掩映着1千多个烟花发射喷孔。今夜(1日),观众看到的3次烟花画面就是通过这些“笔”勾勒出来的。

烟花树枝丫能做100多个动作

烟花树自动控制总设计张广滨给出数据:7棵“树”要完成100多个机械动作,每幅画面有不同的上下左右平动、平面内和平面外旋转、不同方向摆动,动作线路交叉复杂。“为了圆满完成任务,我们和导演、烟花制作单位梳理分析,化繁为简,分解动作,简化驱动装置,提高了设备的互换性和可靠性。”

巨“树”能抗8级风 21组烟花4天装成

留心观察,您会发现每棵巨“树”都没有在天安门广场上“落地生根”,而是长在一辆类似于平板车的巨型模块底盘车上。烟花树结构总设计刘记军解释,最初的设计方案是在广场上吊装。但是由于候场时间太紧,而且同时有数万名演员和道具同时进场,所以最终优化为整体运输。

“栽”树的方式变了,树也随之面临“减肥”的境遇。“我们设计输入条件是在8级风的情况下,树稳不动。在5级风的情况下,树可以安全运行。”刘记军说,对于高25米的“树”,迎风受力面积足有300平方米,受到的力量相当于5辆家用小轿车的重量和。“而且树的造型势必造成头重脚轻和下细上粗,这些都和轻量化设计要求存在矛盾。”

为了找准安全可靠和轻量化的平衡点,专家团队演算了数百种方案,不断进行现实模拟。最终,每棵树的重量都做了瘦身。甚至树叶都做了“纤体”,由钢板材质改为了铝合金板。“没想到新叶片自带补光磨皮效果,营造出了更梦幻的光影舞台感。”

虽然不能现场吊装了,但“树”依然存在随着排练场地变化,反复拆装运的环节。“为了方便模块组装,我们模拟日常生活中的‘挂钩装置’,采用了‘一拖一挂’的设计方法。”刘记军说,每棵树被拆解为20余个模块,每一块构件最长边都不超过5米。组装时间比最初节省了5个小时,而且可以减少1个吊车工位。这次国庆联欢前,7棵“树”花费4天时间精心装扮,安装了21组烟花设备。

运“树”的过程也有讲究。每棵树都配有两辆模块底盘车,既是一辆“抛锚”,另一辆也可以将树安稳送达指定地点。“运输过程是匀速行驶,大约每分钟前进25米。”

每棵树都配“保健大夫”

每棵“树”都有生命,一套全过程信息化控制系统,可以实现演出时间、控制时间和回转位置三精准。张广滨介绍,这套系统包括近控模式,采用可编程控制器PLC实现精准运行控制,同时配备手动操作确保装置在紧急突发情况下的正常使用。

同时,每棵“树”的回转系统也支持电动和手动两种模式。其中,电动装置可以实现30秒90度场景切换。烟花树供电总设计王凯说:“我们测试过,在6级风的环境下,4人手动可以保证树转动起来,90秒内可以完成90度的场景切换。”如此高的大型设备,防雷设施也是标配。

值得一提的是,这棵树还有一位24小时的贴身“保健大夫”。每一根枝干的受力情况、甚至每片“树叶”的状态都通过数据的形式呈现在设备显示屏上。“每一次演练时的数据都已经记录下来了,一旦现场数据达到某个临界值,‘保健大夫’就会在屏幕上预警,给工作人员预留出处置解决的时间。”

来源:北京日报客户端


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