神：压轴大戏“九环球”

    ■江福梅本报记者赵波

    一颗直径18米、晶莹

剔透的蓝色星球从“鸟巢”正中间缓缓升起，演员们踏歌而舞，寄寓了人类向往和谐同在、自由欢歌的美好愿望。压轴大戏“同一个梦想”让亿万观众眼前一亮，把开幕式演出推向高潮。中国的工程师太棒了

    起初，当导演提出想要一个可以上人表演的“球”时，大家都对它有一种神秘感。这个球在演出最后才登场，因此它必须能够在地下好好藏着。它不能太轻，太轻载不动那么多演员；也不能太重，太重会超出底层舞台的承重范围。它必须省钱，这是中国一贯的原则。同时，它所在的这块场地半个月后要举办闭幕式，期间要承办足球、田径等比赛。因此，必须能够尽快拆装。

    这样的问题，中国工程师们有信心解决。当这颗“星球”完整地呈现出来时，北京奥组委的国际顾问情不自禁地说：“中国的工程师太棒了！”总导演张艺谋则连连招呼工作人员合影。

    首先，需要确定球的结构形式。据组织项目研制的刘晓华介绍，最初的选择至少5种以上，逐一分析、排除后，剩下“多环同心”方案。从小至大画出九个同心圆环，用一根轴串起，每环之间加以连接，就构成了球的上半部分。下半部分以最大圆环为中心，对称安排。

    接着，需要确定构造九环球的材料。环的部分用合成金属，还算好办。麻烦的是环与环之间、球的表面，要求采用半透明的材料。原来想用一种航空材料，可是太重。找来PVC板，却达不到要求的强度。有的产品，工程师们在上面使劲跳、拼命踹，都完好无损。换了上场演出的“少林小子”，三拳两脚就坏了。几经周折，前后试了七、八种材料，才找到最终选择。特种材料打造球体

    特种结构专家，九环球的技术负责人尹华刚介绍说，造球用的材料，有普通合金，有各种高分子材料，总共20多种，不少是航空、航海、野外特殊装备。在球的内部，环与环之间有绳索连接，同时起到减震作用。好钢用在刃上，绳索是球的“双保险”，选用强度与弹性兼备、价格昂贵的防弹材料制造。

    看似自由奔跑的“少林小子”，其实腰缠“风火轮”——通过一种特制的小车固定在球的圆环轨道上。这些小车不仅使他们各就其位、各得其所，也是牢靠的安全保障。这种小车原用于帆船，经过巧妙改造后，适应了训练场的风沙扬尘，耐磨性大幅提高。据悉，所有的改造都建立在复杂的计算分析基础上。不同部位、不同方向、不同大小的力度对小车可能造成怎样的破坏，都进行了详细分析。一环一球迈开步

    全程跟踪九环球研制的姜初伟介绍，球的制造前后经过7次大的试验。其中用三分之一大小的模型作过结构形式和整体稳定性试验，用30度球检验过灯光效果，在排练场制作了一个训练用球和专用平台。之前，还专门制作了轨道训练器。

    球上表演效果如何，能做哪些动作，导演和演员心里都没底。球还没造出来，就要开始训练。从直线到弧线，从1/8球到1/2球，负责球的技术保障的樊宏伟先后组织制作了8套不同形式不同规模的

    轨道训练器。最紧张的时候，两、三天就要升级一套装置。从适应轨道行走到丰富动作姿态，到春节前后，包括倒立行走的下环球演员，都已经基本完成动作编排。

    球的制作也在紧张进行。春节7天长假，球的安装一天没停。工程师们每天两人轮流值班，现场指导服务。正月初四，专门用于训练的九环球安装完毕，先做沙袋试验。从超重承载到异常情况，一个环节套着一个环节，把可能影响安全的每一个问题都找出来。拆除球笼仅需8分钟

    演员上球之前，负责训练保障的刘丹第一个爬到球上。在狭窄的滑道上，他竖起耳朵，仔细分辨小车在轨道上滑行的声响，直到找出并排除每一个异常因素。

    今年4月中旬，赶在首场测试赛前，九环球第一次进入鸟巢安装。直径18米的九环球，切分成80段，摆满从通道到台仓的每一块空地。20多个工人忙了3天，球才安装到位。球的拆装，是开幕式演练的一项重要内容。经过两次测试赛，多次场地转换，工人们把安装调试时间顺利缩减到3个小时以内。

    为了保证演出需要，球上装了球笼——直径20米的圆形平台。台面分成20块，最重的一块1.2吨。中间主梁由两段组成，重1.4吨。球笼必须在15分钟内拆除，为此专门研制了两种叉车。车子进入台面再发力拉出，解决了场地局限、无处用力的问题。160多人的一支技术保障队，前后训练20多次，用了1个多月，把拆除时间从一个半小时缩减到最快8分钟。

    球的“破笼而出”是开幕式台仓准备的重要工作。上场演员还未全部退出台仓，负责“球笼”拆除、球体和演员保障的工作人员已经全部到位。台上演出正精彩，台下保障也酣畅。球笼拆除，九环球打开到位，演员们上球站定准备好。随着主题歌前奏响起，活动盖板迅速打开，球缓缓升起，“同一个梦想”随即展现在亿万观众眼前。

　　绝：高空“芭蕾”好精彩　

    ■邱展招　江福梅　本报记者　孙阳

    这是一个绝妙的空中舞台。22位婀娜多姿的飞天仙女，环游璀璨夺目的奥运五环……在高空，古典与现代就这样梦幻般地融合了。

    北京奥运会开幕式上，张艺谋开篇就用“吊钢丝”的技法为世界呈上了一道空中视觉奇观“盛宴”。这个场面对于看过《满城尽带黄金甲》的观众，或许似曾相识，但开幕式中的“吊钢丝”远比电影中的复杂。它属于“鸟巢”上空诸多机关中的一种。钢丝编织“五线谱”

    “吊钢丝”也称吊威亚，威亚是英文“wire”的音译，意为钢丝。片场上，通常是起吊车吊起固定滑轮，挂在演员身上的钢丝穿过滑轮，攥在工作人员手里。他们凭着经验，往后边跑边拉，演员就能“飞檐走壁”了。整套设备比较简单，容易拆装，花费相对较少。

    “开幕式上用的威亚装置，科技含量要高得多。”开闭幕式上空设备机械系统的负责人常嵩说。开幕式上空共安装了31套威亚装置，每套包括1台移动小车、1个带滑轮吊具和3台卷扬机，这些组成了“鸟巢”上空的威亚系统。

    横跨“鸟巢”上空的10条钢索——东西向3条，南北向7条。这是移动小车滑动的轨道，称为承载钢索系统。操作员在上空控制台发出各种指令，自动控制卷扬机收、放钢丝绳，拉动小车在钢索上来回移动和滑轮吊具上下运动。抬头望去，就像演奏一曲精妙绝伦的五线谱。钢索舞出空中“芭蕾”

    在这项难度很高、错综复杂的庞大工程面前，设计师方志刚形象地称要让这一条条钢索听话地舞出空中“芭蕾”。

    这支平均年龄才30多岁的技术团队，既有多名航天技术专家，又有崭露头角的青年骨干，他们为了同一个梦想而集结，许多难题在集智攻关中迎刃而解。

    其中一个关键环节是采集吊威亚物体的移动坐标数据，编成电脑指令。因为开幕式中，吊威亚的有仙女、宇航员、放风筝的小姑娘、梦幻五环、巨型纸等，只能在相应的指令下移动。

    而实际情况是，10条钢索在地心引力的作用下，向下弯曲，看起来就像是渡桥上呈弓状的钢缆。因为钢索是“软”的，再加上热胀冷缩，根据数学模型计算的数据与实际有很大出入。最后，他们精确测算初始两个位置之间所要排放钢绳的长度，通过控制卷扬机收、排钢绳的长度和速度，确定了物体在这两点间的移动轨迹。

    22个仙女在空中交叉飞行，会不会发生碰撞？方志刚解释说，其实22个仙女分布在10条钢索上，运行轨迹并不交叉，在观众席上看好像是交叉的，但这是平面的视觉效果，在立体的空间里她们之间相距6至8米，就像两辆相向运行的火车，在不同的轨道上行驶，不会发生碰撞。航天科技融入设计

    当全世界观众享受着北京奥运开幕式的盛宴时，方志刚则以另一种心情紧盯着“鸟巢”的上空。

    “这是一项和航天发射同样富有挑战性的任务。”方志刚说，“我们必须用一万分的努力应对万一的突发情况。”

    为此，他们对开闭幕式特点进行了风险分析，建立了一整套完整的预案处置体系，做到一个环节出故障，能有几套方案解决。

    “我们所用的设备既要先进，更要可靠。”方志刚说：“我们不会把开幕式当作新产品的试验台，所有的设备、系统都必须要有多年的成功应用经验。”比如，开幕式上空设备的控制台，用的就是成功保障过航天发射任务的“神舟4000”控制台，它是我国研发的第四代控制台。上空设备系统的所有控制软件也都经过了严格的软件测试，测试用例多达245个。

    他们还将航天发射经验“嫁接”到开幕式技术保障中。在演出设备系统中全面实行可靠性管控，大范围采用冗余设计。像核心控制器、操作系统、网络传输系统都是双备份。在一个出现故障的情况下，备份系统无延时切换。

    此外，他们还给控制系统装上了“黑匣子”——快速故障诊断系统和历史数据记录系统，能帮助技术保障人员迅速查找故障原因，及时采取应对措施。

　　妙：“梦幻五环”举世惊

    ■唐振宇　邱展招　本报记者　孙阳

    既在意料之外又在情理之中的是，国际奥组委对奥运会开幕式文艺节目并不审查，而只审查3个环节：奥运五环展示、点火仪式和运动员入场仪式。

    “奥运五环在展示中如果出现问题，国际影响将不堪设想。”董平章坦言：当时受领任务后，压力非常大。董平章是总装工程设计研究总院的通信工程师、“梦幻五环”负责人，是他和同事们一起把导演创意变成了现实。梦幻成真

    “太奇妙了！”开幕式上，当“梦幻五环”出现时，现场数万观众发出同样的感叹。特别是当奥运五环展示结束后，突然在空中“消失”了，很多人在惊叹的同时，不禁疑问：这是魔术吗？

    这得先了解奥运五环的制作工艺。

    首先要解决“五环”依托的问题。为此，技术人员制作了一张直径1.5毫米钢丝线编织成的巨型网，宽16.5米，长36米，网眼为40×50毫米的方格状。他们按照五环的布局在钢丝网上焊接上了45000多个LED（发光二极管）小灯，当这些灯发出白色光时，就呈现出了大家所见到的璀璨五环。

    这张巨型网的上下两边各固定了一根钢管，上边的钢管上焊接了4个挂环，用于连接钢索装置。这么长的钢管，如何在尽量控制尺寸的同时保证不变形？董平章说，这要归功于负责特种结构设计的尹续峰等人。为了这根钢管，他们进行了大量的演算。甚至，在第一次演出前，还对吊点的位置进行了精确调整，保证了“星星五环”能够最平整地展示。

    “秘密”在这里。钢丝都裹上了一层塑料皮，和大家平时所见的电灯线结构是一样的。塑料皮和钢管都刷成黑色。这张网事先被放在了舞台中央。“梦幻五环”节目开始时，全场灯光都暗下来，音乐响起，舞台中央巨型显示屏出现了奥运五环图案，与钢丝网上的五环图片重合。此时钢丝随着音乐缓缓拉起钢丝网，网上的LED灯亮起，同时显示屏上五环图案消失，看起来奥运五环就像从屏幕上脱离、升起。前所未见

    董平章的工作室就设在鸟巢之中，他给记者展示了一截钢丝网，这就是“梦幻五环”设计初期的样子，最大的不同是网的颜色。董平章说，钢丝线和钢管，刚开始都是刷成灰色的，但演出时有部分反光，达不到满意的效果，最后都刷成了黑色。

    他还透露，巨网上下两边刚开始时是用玻璃钢固定的，成本高，强度也较弱，换成钢管虽然相对要沉一些，但在钢丝吊索的承载范围内，最主要的是比玻璃钢结实，可靠性更胜一筹。

    奥运五环的大小也进行过反复的调整。起初每个环的直径是8米，后来修改成6米、7米，直到最后才定为10米。“主要是为了跟表演场地的大小协调。”董平章介绍说。

    原先，奥运五环周围还有很多闪闪发光的点，最后都换成了蓝色的底。“导演组认为这样背景干净，主题更加鲜明。”董平章说。

    技术保障人员为打造“梦幻五环”倾注了大量的心血。出于保密考虑，他们和演员被封闭在京郊一个排练场里进行开闭幕式准备工作。由于只有在夜晚，才能看出“梦幻五环”的最佳灯光效果，所以在冬天天寒地冻的深夜，仍能见到他们忙碌的身影。进驻“鸟巢”后，他们往往要等到演员彩排完后留下来修理保障装备，忙到天亮是家常便饭。万无一失

    困扰技术保障人员的问题是，LED灯很小，在钢丝网的搬运过程中容易掉下来。光钢丝网的线就有800多条，每一次排练至少有十几条坏掉。因此每次彩排后，技术保障人员都要花费很大的精力去修补钢丝网和焊接灯，工作量很大。

    后来，他们想了个简单易行的办法，蘸上一种特殊的胶水点在小灯上，胶水凝固后就包住了小灯及两边的焊点，既不影响亮度又比原先牢固。

    为了防止个别线路出现问题导致“梦幻五环”短路，他们采取4条线路同时供电。只要其中有一条不短路，钢丝网都能完整地显示出奥运五环的图案，当然这四条线同时正常工作的话，“梦幻五环”也就达到了最佳的效果。他们还采用2个不同频率的电路开关控制电源，即使两个开关都出现问题，还有1个手动控制开关。

    本版照片由黄增光、王辉俊、本报记者赵波摄

    图片合成设计：仓小宝