开启一场焰火盛宴的“秘密”

“脚印”的技术含量

29个大脚印在规定的30秒钟内全部完成，最后一个清晰印在“鸟巢”的上空。陈延文这才松了一口气。他是这项焰火技术专利的发明者，也肩负着8月8日开幕式上两个重要环节的焰火燃放——脚印和奥运五环。

在电视机前最能感受这串脚印的奇妙，航拍画面上，它们左右分明，构成了有节奏感的行走动态，真的就像一步步“走”到了“鸟巢”上空。这奇妙的创意来自蔡国强，这位张艺谋导演团队中的视觉特效总监，渴望用不一样的方式点亮开幕式的夜空，把整个城市当作一个焰火的舞台。蔡国强设想中的一串脚印，对于传统的焰火造型是一个巨大挑战。

外行看热闹，内行看门道。潘功配教授很清楚传统焰火特效的瓶颈，他是南京理工大学焰火研究室主任，著名的焰火专家。“定位、定向和造型创新，都是传统焰火面临的问题。”潘功配解释，“定位和定向其实就是焰火燃放的姿态，传统的焰火造型一般依靠模板装药来获得，就是把预定的图案按照特殊的工艺进行排列，然后装配成型，燃放以后，里面的燃烧成分依据各自不同的物理化学特性发生反应，就能在空中显现出特定的图案。但这样的传统技术存在一个问题，就是焰火被打到空中后，是360度旋转向上，在空中最终爆炸的角度难以控制，也无法保证同一个角度的观赏效果。”

这也意味着，利用焰火在空中打出一个脚印的形状并不难，但要形成一串左右更替平整相连的脚印，按照传统工艺，基本上每个脚印都要碰运气，成功系数微乎其微。因此蔡国强的构想2005年就有了雏形，但直到2007年下半年，陈延文在焰火燃放技术上的突破，才让他的构想得以实现。

陈延文自认不是“焰火业内人”，也没想过要跨入传统的焰火行业。他年轻时候参军，在部队里从事的是飞机维修，属于机械行当。后来从商，开创的公司属电子行业，跟焰火也没有半点关系。唯一能追溯的渊源，是少年时埋藏在心里的一个期盼，“第一次在北京看到大型焰火表演是建国10周年，我8岁，那时候就想，焰火应该更神奇，比如能在空中打出一行字来。现在我57岁了，还是没看到这样的焰火特效”。如果不是北京奥运会这个契机，这个埋藏了多年的小小心思，也许永远都不会再冒出来。

“让开幕式上能出现最特别的焰火。”狂热也好，理想主义也罢，陈延文怀抱着最简单的心思，一头扎进了陌生的焰火行当。他自费到全国著名的烟花生产基地考察了一大圈，有了自己的想法，“业内人都在忙着在‘弹’上下功夫，改革装药工艺，但很少看到有人在燃放设备上做研究”。他很清楚自己的分量，“我不懂焰火，也不懂化学”，“在装药工艺上也摸索不出什么来”，所以他把目光放在了力所能及的领域，“在‘炮’上来做文章”，“只要我能控制每一个打出去的焰火亮珠的角度和位置，当然就能通过组合，实现精确的复杂造型了”。

陈延文为此找到了潘功配，向这位焰火领域的权威专家讨教可行性。潘功配的想法有些不同，因为南京理工大学的特殊历史渊源，潘功配在军用科技方面的研究更多一些，在他看来，陈延文设想中用40口径的小炮来发射焰火，在军用科技上早就不是问题，“类似设备的技术我们早就有了，礼花弹本身才是难点”。不过他很欣赏陈延文的执著，也给出了一些自己的建议。

最后被陈延文琢磨出来的这套技术专利，叫做“膛压式发射技术”，所谓“膛压”，是指火药气体燃烧时在枪（炮）身管内产生的压力，膛压系数大，出弹快。用陈延文自己的话来解释，很通俗，“就是利用炮膛中的空气压力作为发射动力，在炮膛中弄出一个容积室，上面开一个小口，下方开口稍大，放置活塞，这样炮膛中的压力可以自由调节，把活塞往上推动，容积室的容积变小，压力就变大，那么从容积室上方释放出的空气推力就变强”。陈延文比喻，“就像喷水的莲蓬头一样，出水口调小而水量增大的时候，喷射出来的水流就会急促而有力度”。这技术说起来简单，但在应用中却非常有效，通过调解活塞，就能把礼花弹用不同的力量推射出去，控制高度，解决燃放中的“定位问题”，再通过地面炮筒的位置摆放，就能设计出不同的焰火组合造型。陈延文通过这个设计，实现了“车载焰火燃放”的可能性。他的装置可以放置在卡车上，随时移动。

2007年9月，若干次试验后，陈延文已经能用焰火亮珠在空中打出完整的五环图形。他争取到了一个机会，在开幕式的导演团队面前展现自己的创新，那时候导演团队还在为完美的焰火造型发愁，许多烟花企业参与了竞争，但打出来的结果并不能令蔡国强满意。陈延文带来了惊喜，他幸运地战胜了诸多的竞争者，在开幕式当天的焰火燃放中拥有了一席之地，而且是负责实现蔡国强最得意的“脚印”创意的那个人。

“脚印”的数量最后设定为29个，寓意29届奥运会。按照陈延文的设计，他需要为此定制29套发射装置，每套完成一个脚印的造型。陈延文计算了一下，他专门定制了1300门炮，耗资602万元，算上前期投入，他个人已为此耗资近千万元。他设计的发射装置由中国兵器工业集团北方车辆公司完成，每组焰火发射装置上有32个发射炮筒、64个发射角度，总数1000门的数量就意味着有3200个炮位、6400个发射角度。陈延文说，其实导演组还曾设想过在中轴线上打出56个脚印，代表56个民族，后来因为成本等诸多方面的考虑才发生变更。

8月8日晚上，这29辆车早早就等候在指定地点，车上的发射装置必须精确到万无一失。陈延文说，地面上一个炮位假如偏移几厘米，打到空中，误差就是十几米。随着击缶倒计时，陈延文的心也悬了起来。电视机前的潘功配也充满期待，30秒，29个脚印依次印上夜空，陈延文成功了，潘功配也看到了焰火技艺创新的另一种可能性。

焰火的安全系数

回忆起研发过程，陈延文自己都觉得好笑，因为没有测高工具，第一次燃放地点是他公司前面的一栋大楼前。试射时专门有一个人举着照相机在楼上拍摄，“我们只知道前面的楼高105米，那烟花弹升空超过前面大楼多高，我们得赶紧拍下来，然后依靠照片中焰火距顶楼的高度，测算烟花弹升空的具体高度大约有多少米”。焰火设计后期，陈延文的公司几乎所有人都被派上了用场，“那会儿公司正常业务全停了，连会计都‘改行’给算弹道轨迹了”，而其他人则陪着他去试验，“五环内不能燃放焰火，我们一群人只能拉着炮到昌平找个没人的小马路去放。冬天冻得人都直打哆嗦，夏天身上全是被蚊子叮的包”。

其实激动的并非只有陈延文，早在7年前奥运主办权花落北京，传统的烟花业就开始摩拳擦掌。奥运会开幕式，被视为这个传统产业自我展示以及技术创新的契机。潘功配清楚地感受到了这种变化，因为它刚好合上了南京理工大学部分军用科技转向民用开发的节拍。“从7年前开始，中国花炮之乡浏阳就希望能和学校建立长期合作，请我们帮他们解决传统烟花的技术创新问题。”潘功配回忆，“那时候，浏阳已经意识到传统的烟花产业必须在技术上创新变革，不然，这项包含着传统文化的产业将萎缩得更加厉害。对于烟花爆竹行业的各种限制政策，也决定了烟花工艺必须有所突破，才能找到新的生存空间。”作为花炮之乡，浏阳对于北京奥运会焰火燃放权心怀期待，不惜重金在全国寻找专业技术支持，希望能有所创新。2005年浏阳市政府牵头成立了2008北京奥运会焰火燃放申办委员会，并在2003年10月18日开幕的第7届中国国际烟花节向北京奥组委递交了烟花燃放权的申请。长沙市长谭仲池明确表示，这届花炮节要将争取浏阳花炮进入奥运作为主攻方向。2006年，浏阳申办委先后5次进京，争夺北京奥运会焰火燃放的独家承办权。

奥运的契机，也给烟花业创新指引了新的方向。潘功配说，“主要就是3个方面，安全、环保和造型创新”。和浏阳市政府建立起长期合作意向后，潘功配就把目光放在两个方面，“材料和配方”。“使用安全要求，保证焰火燃放的时候无烟无污染，这个问题并不难解决，就是用安全的氧化剂来替代不安全的氯化钾，在军用科技上早就实现了。我们的重点是解决如何降低成本、应用于民用生产的问题”。从2003年开始，潘功配和他的南京理工大学团队，已经成功为浏阳解决了这个问题，研制出来的安全氧化剂已经在许多花炮企业中正式使用。奥运开幕式上的焰火，对于安全性有更高要求，“安全是第一要素，开幕式现场汇聚了10万人，‘鸟巢’顶上覆盖的防火膜并不能经受焰火的高温，所以必须保证所有的焰火在掉落到‘鸟巢’顶上完全燃放，而且燃放过程中不能有任何的闪失”。不过这个在潘功配看来，已经不是难题。

环保是奥运开幕式给焰火的另一个命题，潘功配解释说，“主要就是指焰火燃放以后不能出现大量的垃圾，其次就是噪音和有害气体烟雾也必须得到控制”。传统的烟花外壳是层层包裹的纸，爆炸后，不能充分燃烧的纸就会掉落下来。潘功配说，解决这个问题也不复杂，就是改变烟花的外包装材料，“用易燃材料取代纸壳”。潘功配寻找的替代材料叫赛璐珞，就是乒乓球外壳的材料，成分就是一种硝化棉，可在烟花燃放过程中充分燃烧。军用火药上，解决无烟、微烟问题，利用的就是硝化棉和硝化甘油的合适配比，潘功配则通过实验，摸索出了另一种配方，不仅降低成本，同时也能达到烟花燃放时类似军用火药无烟、微烟的效果。

在潘功配看来，焰火技术创新中，最复杂的还是造型。作为一种固体化学，焰火模板装药工艺程序中的很多问题，目前科学并不能提供精确的解答。潘功配也很好奇，同样的火药材料，同样的装药模板，但因为每种混合成分前期的处理工艺不一样，最后出来的效果会有很大差异，“祖传下来的作坊工艺，还是有许多奥妙的地方，想要把它们都做出科学的分析，还需要时间”。而针对奥运会，从2004年开始，和浏阳市的合作中潘功配的团队已经解决了许多创新问题，这些新的生产工艺也被广泛应用在浏阳上千家烟花企业里，提升了行业的整体水平。虽然浏阳市没能如愿独家获得奥运开幕式焰火的燃放权，但最后在“鸟巢”、中轴线和长城上使用的烟花，绝大部分还是来自浏阳。“可以说，几乎所有的浏阳烟花生产企业里，多少都用到了我们的技术。”可以从奥运开幕式的夜空中看到自己的各种科研技术成为现实，也是潘功配对自己最大的宽慰。

不过陈延文还是有些小小的遗憾。在开幕式的焰火燃放环节中原本有一个设计，是在李宁点燃主火炬后，他有8秒钟时间完成一个奥运五环的焰火造型。五环造型需要由5套设备来完成，同样分布于5辆卡车上，在“鸟巢”外的湖边，“完整的五环造型，前排的三辆卡车需要分布在长度为212米的直线上，这样才能保证每个环均匀相套，后排的卡车也需要相距100多米”。8月2日时，陈延文用这套装置和阵形已经成功地在天安门上空打出了圆润的奥运五环，8月8日晚上这8秒对他来说，并没有技术障碍。但没想到，为发射装置提供电力的发电机的插头意外掉落，使他错失了单独展现焰火发射技艺的这8秒。还好，现场的观众并没有因此失去欣赏这组焰火的机会，在最后的焰火群花中，陈延文的奥运五环同样精彩呈现。■（文 / 王鸿谅） 烟花焰火盛宴蔡国强