奥运烟花专利技术凸显科技大国实力思维导图

北京奥运烟花表演演绎盛世奇观

在亚特兰大、悉尼等往届奥运会上，烟花燃放也是开、闭幕式的重要演出项目；主办方曾大量燃放其设计、定制的烟花。然而，这些烟花往往存在有大量燃烧残留，有异味，有烟雾，不能在高空产生复杂文字和图案，尤其不能生成动态景观等缺点。

相比之下，北京奥运会的烟花燃放规模更大，有1800多个发射点，仅开幕式就燃放烟花12万多发，是以往28届奥运会烟花燃放总和的4倍多。北京奥运会开幕式已经创造“脚印”、“笑脸”、“五环”、“牡丹花开”、“银色瀑布”、“和平鸽”、“奥运时空”等令人震撼的烟花奇观。例如，“牡丹花开”是一幅3000多米长的瀑布烟花景观，演绎了国花牡丹从含苞到绽放的全过程，虽然画卷就是熊熊燃烧的烟火，但是动态景观效果宛若天成；“奥运时空”空中定向造型烟花则在“鸟巢”上空绘出了金碧辉煌、徐徐开启的国门，并用烟火在空中爆出了震撼人心的9、8、7……3、2、1等倒计时数字。在北京奥运会闭幕式上，奥运福娃等烟花奇观还将陆续上演。

北京奥运烟花技术各显精巧神通

值得关注的是，本届奥运会使用的烟花没有异味，没有烟雾，全部燃尽，不产生固体残留，还大量使用新型发射技术和数码控制技术，不但能取得美轮美奂的燃放效果，而且兑现了北京奥组委举办一场科技奥运、绿色奥运的承诺。

为了通过大型烟花表演彰显文化魅力、奥运精神，北京奥组委邀请熊猫烟花公司、东达烟花公司、李渡烟花集团、长沙科委、浏阳科委、南京理工大学、北京理工大学、中国兵器工业集团等单位的专家，湖南、江西、湖北、北京等地的40多家烟花制造商，以及点火器、电子控制器、芯片、火药、发射器等产品的上下游供货商共同参与奥运烟花产品的研发、设计、制造。

在北京奥组委的领导下，中国兵器工业集团公司研制了上千台烟花发射器；北京理工大学赵家玉教授的团队开发了矩阵式焰火膛压精确发射技术；奥运会烟花技术总指挥赵伟平的团队设计了电磁阀空压发射技术、芯片弹技术；北京奥运烟花项目负责人陈延文的团队创造了高空造型控制技术、新型亮珠技术；南京理工大学潘功配的团队首创了“新闻动画烟花播放技术”、“无残留烟火技术”、“定向发射动态成型技术”；奥运会烟花艺术总监蔡国强推出了烟花爆破作画技术、同时爆破延时显示成画技术等。这些技术都已经应用到北京奥运会的烟花表演中。

我国烟花专利技术凸显科技大国实力

除了上述新技术，我国在烟花领域还有大量的技术积累。尤其在专利技术领域，我国公开的烟花技术文献数量居全球首位，并已覆盖到自动化、电子控制、纳米材料、新型火药、点火器等高新技术。与这种专利分布态势相对应的产业格局是：我国烟花产量占全球95%左右，已经形成稳固的技术、产业竞争优势。检索显示，我国烟花专利文献主要分布在如下领域：

烟花发射技术。例如，200520052669.1号文献涉及一种礼宾花火药发射器，由礼宾花装填物储筒、加压纸板和隔热纸板、火药造气罐及电子点火装置、把手柄体和把手套筒组成。它用造气罐产生的高压气体作为礼宾花发射动力；同时，把手套筒筒体对应电池盒及开关的位置压有撕扯压痕。发射时，将把手套筒的撕扯压痕位置撕去，在电池盒内装入适配电池，合上开关，即完成发射。200620082604.6号文献涉及一种烟花爆竹遥控燃放发射器。它包括遥控装置、烟花定位点火装置，遥控装置和定位点火装置之间通过无线方式连接，定位点火装置包括无线接收单元、点火单元、定位单元，点火单元和无线接收单元互相电连接后固定在定位单元上，定位单元包括移动臂、夹持臂、底座、支架，支架固定在底座上，夹持臂和支架垂直固定在支架上。02200230.8号文献涉及一种环保烟花发射器，其结构包括炮管、空压机、调压器、可充电电池，以及高能气动击发、电子点火装置。

此外，200520052750.X号文献涉及一种烟花弹安全发射器。200520052131.0号文献涉及一种自动点火烟花弹发射器，包括发射器体、设于发射器体的由撞击针、触发机构、复位机构、置位机构组成的击发装置、与击发装置相对应的弹仓，在弹仓与撞击针之间相对应设有点火仓。98232161.9号文献涉及一种彩花气体发射器。01269927.6号文献涉及一种礼花弹自动连续发射器。

软件控制技术。例如，200510136640.6号文献涉及一种焰火燃放控制方法及系统，整个系统分为两部分，即图形化编排系统和燃放控制系统，图形化编排系统以音频波形和播放时间为主轴，自动生成烟花实际燃放的点火时间；燃放控制系统由四部分组成，即音频分析处理机、燃放控制主机、集线器、点火控制机。燃放控制主机是整个系统的核心部分，接收来自音频分析处理机的同步信号，向集线器发送点火控制指令，点火控制机进行烟花的点火。200620049805.6号文献涉及一种焰火燃放集线器。200510034853.8号文献涉及一种滚动字幕烟花及电子制作方法。200410046858.8号文献涉及一种烟花燃放效果图像测量方法。

字幕造型烟花技术。例如，200520143433.9号文献涉及一种字幕图案烟花组合结构，它按照字幕图案笔划将筒体侧向喷火的焰火效果筒组合成型，各效果筒引线以快速引线并联，固定在金属网格基板上，点燃后，呈现所需字幕图案的烟花产品。200620052613.0号文献涉及一种字幕图案烟花的安装结构。

再如，200710034277.6号文献涉及一种五色交叉旋转彩环烟花。95237625.3号文献涉及一种字幕造型礼花弹。200410046840.8号文献涉及一种礼花空中字幕定向方法及装置。它有一个发射板，在发射板上垂直于发射板面均布有若干定位孔或定位杆，根据字幕的文字或图案笔划在发射板上相应设置礼花，且保证每一礼花发射筒直径相等，根据字幕的文字或图案的具体尺寸，精确控制每一发射筒中的发射药量，同时点燃礼花发射药，使礼花同时升空至不同高度爆炸，在空中形成一与发射板平面垂直的彩焰文字或图案。

景观造型烟花技术。例如，200720003508.2号文献涉及一种造型烟花，包括筒体、导向板、上端板、下端板、底板、支撑块、推进剂、开苞硝及亮珠，导向板、上端板、下端板、底板、支撑块、推进剂、开苞硝及亮珠设置于筒体内部。它在使用时可在空中指定位置及平面形成圆环造型，而数个指定位置及平面的圆环造型可以组合成其他组合造型，如奥林匹克运动会五环标志图。200510031730.9号文献涉及一种高流程瀑布烟花，其配方包括钛粉颗粒，其特征是：钛粉颗粒为1目～60目蜂窝状颗粒，或者在1目～60目钛粉颗粒上胶粘有60目～300目的细钛粉颗粒。它通过增大钛粉颗粒与氧化剂的接触面积，从而增大钛粉颗粒体积，延长其燃烧时间，增加瀑布烟花的燃放时间和燃放高度，增强瀑布烟花的燃放效果，可制作燃放时下垂高度达20米～200米的高流程瀑布烟花。

再如，200420035890.1号文献涉及一种水上旋转烟花。94230798.4号文献涉及一种带伞的空中飞碟烟花。它将一端固装有飞碟的圆筒插套在现有礼花发射管内的礼花弹上，在飞碟的另一面装有一个折制成三角形状的降落伞，在飞碟轴向设有气流孔，而纵向则设有彩焰喷射孔。

安全烟花技术。例如：200610048257.X号文献涉及一种喷花类安全烟花药粉，它含有35%～45%的木炭粉、25%～35%的硝酸钾、25%～35%的硝化棉粉。92101954.8号文献涉及一种不含硫磺和碳的安全烟花爆竹火药，不含硫磺和碳的安全烟花爆竹火药，其中含有氯酸钾、木材粉末和芳香植物粉末，其特征在于各组份重量比例为：0.8～1.25份氯酸钾，0.3～0.4份干燥的木材粉末，0.6～0.78份干燥的芳香植物粉末。

无烟火药技术。例如，03118368.9号文献涉及一种无烟发射药，其组份及重量百分数为：硝化棉30%～80%、高氯酸铵20%～70%，其在燃烧时不会产生烟雾。90109489.7号文献涉及一种以棉秆为原料制造硝化纤维素的方法。它以棉杆为原料采用白水水解除去其中的水溶物及蜡质，再用三元混合碱液皂化法制取棉秆纤维素。它采用白水水解减少碱的用量。它采用蓖麻油-松香混合皂化剂提高精制纤维素质量及产品得率。91101432.2号文献涉及一种以龙须草为原料制造无烟火药的方法，它利用以龙须草为原料经预水解皂化法精制的龙须草纤维素以硝、硫混酸硝化所制得的硝化龙须草纤维素连同安定剂二苯胺一起与乙酸乙酯、明胶共同投入反应釜，升温、搅拌成球降内挥后压制成球扁形，再经钝化、上光泽即为成品球扁形发射药。

此外，03158738.0号文献涉及一种烟花用无烟发射药剂及其制法，由退役火药粉、氧化剂和可燃物组成，其中退役火药粉的质量百分比为70%～90%；氧化剂的质量百分比为5%～10%；可燃物的质量百分比为1%～5%。其中氧化剂为硝酸盐、氯酸盐或过氯酸盐；可燃物为碳粉、铝粉、镁粉或铝镁合金粉。制备步骤为：粉碎、脱水、混合、驱水、干燥。

环保烟花技术。例如，200520020828.X号文献涉及一种无污染安全型烟花，其组成包括：纸质外壳和泥状上封底、下封底构成一个封闭腔体、内填化学火药混合物，其火药混合物中埋设一个微型点火头，其电极引线与焰花体外一端处的两个电极连接，微型点火头有与电极相连的电极引线和通电后产生局部高温的电热丝，在电热丝周围涂有化学药物，药物外是硝化棉涂层。200510023750.1号文献涉及一种环保型塑料弹体礼花弹扩爆药及其礼花弹的制造方法，其组分和重量配比为：硝酸钡17%～19%；硝酸钾12%～16%；高氯酸钾28%～30%；铝粉19%～23%；钛粉5%～8%；铝镁合金粉8%～12%；酚醛树脂5%～8%。此外，02223680.5号文献涉及一种环保型烟花底座。（知识产权报魏衍亮）