從永定門到天安門再到鳥巢15公里的距離，29個(gè)金色的“腳印”留在空中。隨后，紅、綠、白、藍(lán)、黃五色組成的巨大動(dòng)態(tài)“奧運(yùn)五環(huán)”圖案和紅白兩色從全球征集的2008張“笑臉”也在空中綻放，2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕式焰火燃放達(dá)到高潮。
    與以往靜態(tài)燃燒的奧運(yùn)五環(huán)焰火圖案不同，本屆奧運(yùn)開幕式的奧運(yùn)五環(huán)焰火第一次“動(dòng)”了起來------紅、綠、白、藍(lán)、黃五色圓環(huán)從不同方位升上天空，在114米高空開始套在一起，隨即逐步形成“奧運(yùn)五環(huán)”圖案并運(yùn)行到170米的高空。
    “開幕式焰火通過科技立項(xiàng)研究，完成并運(yùn)用了空氣（無火藥）發(fā)射芯片焰火彈、無煙/微煙焰火、精確膛壓發(fā)射空中動(dòng)態(tài)組圖焰火等高科技技術(shù)，體現(xiàn)了科技奧運(yùn)。”北京奧運(yùn)會(huì)開閉幕式焰火團(tuán)隊(duì)專家組組長趙家玉向記者解析了焰火表演的科技含量。
    趙家玉是北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，也是煙花爆竹標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)核心專家。從2007年起，他作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，參加了國家科技支撐計(jì)劃奧運(yùn)科技專項(xiàng)課題“北京奧運(yùn)會(huì)開閉幕式焰火關(guān)鍵技術(shù)研究”，目前已經(jīng)申請(qǐng)了10多項(xiàng)專利。此外，他還是本屆奧運(yùn)會(huì)主火炬點(diǎn)火團(tuán)隊(duì)的主要成員。
    趙家玉說，以往奧運(yùn)會(huì)也有奧運(yùn)標(biāo)識(shí)被應(yīng)用到焰火的燃放，但基本上都是將在地面固定好煙管，裝好焰火彈，同時(shí)點(diǎn)火，以便在天空中制造出奧運(yùn)五環(huán)效果。“我們通過科技攻關(guān)，掌握了動(dòng)態(tài)空中焰火組圖技術(shù)，讓五環(huán)動(dòng)起來了。”
    據(jù)介紹，用于“奧運(yùn)五環(huán)”的特效煙火彈采用了新的發(fā)光體藥劑配方和制造工藝，比普通焰火在空中燃燒3-4秒延長了近一倍，實(shí)現(xiàn)了長燃時(shí)、長留空，大大提高了觀賞性。
    “奧運(yùn)五環(huán)”煙火彈分三層，最外層為黯然點(diǎn)火藥，也就是說，煙火彈從發(fā)射到升至100米高空時(shí)，遠(yuǎn)距離觀賞者是看不到的。煙火彈上升到100米高空后，第二層點(diǎn)火藥開始燃燒，這層火藥燃燒速度非常快，觀眾會(huì)在這一刻突然看到煙火彈，震撼效果強(qiáng)烈。隨著煙火彈快速上升，第三層高亮度銀白色火藥開始燃燒，焰火圖形變大變亮，一個(gè)直徑70米的巨大的環(huán)形圖案最終形成。
    發(fā)射“奧運(yùn)五環(huán)”煙火彈時(shí)，5個(gè)發(fā)射器每個(gè)炮位相隔90米，同時(shí)發(fā)射，五環(huán)圖案從114米高空開始靠近并套在一起，在134.68米高空套完，形成最長250米的五環(huán)相連圖案，再到170米的高空運(yùn)行完，觀眾能看到的只有5、6秒的時(shí)間，但這也是震撼、壯觀的5、6秒。
    奧運(yùn)會(huì)開幕式上的“笑臉”也屬于不規(guī)則動(dòng)態(tài)焰火。趙家玉說，“笑臉”發(fā)射器類似人臉圖形：外環(huán)有32根發(fā)射管，形成臉部輪廓；內(nèi)環(huán)上部有兩個(gè)發(fā)射管，就像的眼睛，下部是8個(gè)發(fā)射管，類似微笑時(shí)的嘴巴。42個(gè)發(fā)射管同時(shí)發(fā)射，在距地面180米的高空呈現(xiàn)出最大長度80米的“笑臉”，全程5秒鐘。
    趙家玉說，“笑臉”分紅白兩種顏色，但眼睛部位的藥劑分不同顏色，顏色的變換，在觀眾看起來就像在眨眼微笑。
    趙家玉說，在試驗(yàn)階段，有公司提出用禮花彈打出“笑臉”圖案，這種常規(guī)技術(shù)也可以，但禮花彈在空中的位置不能固定，隨機(jī)性強(qiáng)。更重要的是，要讓若干個(gè)煙火彈在同一時(shí)刻燃燒，就必須解決發(fā)射裝備問題。
    趙家玉提出大膽設(shè)想，經(jīng)過眾多專家和技術(shù)人員的不斷研制，最終研制了矩陣式“焰火膛壓精確發(fā)射系統(tǒng)”。同時(shí)，武警北京總隊(duì)焰火施放分隊(duì)的總指揮黃曉文提出將發(fā)射系統(tǒng)從落地式改為車載式，解決了運(yùn)輸與卸載不便的問題。
    所謂“膛壓”，是指火藥氣體燃燒時(shí)在槍（炮）身管內(nèi)產(chǎn)生的壓力，膛壓系數(shù)大，出彈快。趙家玉領(lǐng)導(dǎo)的北京理工大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的五個(gè)發(fā)射裝置，通過控制火藥燃燒時(shí)制造的膛壓，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焰火高度的人為控制。相對(duì)于傳統(tǒng)的改變藥量的方法，這一創(chuàng)新可以精確控制焰火的高度，“想發(fā)射多高就可以發(fā)射多高”。
    趙家玉說，“奧運(yùn)五環(huán)”、“笑臉”焰火的研究經(jīng)歷了理論設(shè)計(jì)、研發(fā)、改進(jìn)等艱苦的過程，對(duì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員來說，工作到凌晨四點(diǎn)是家常便飯，甚至靠著墻都能睡著。
    由于北京市區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁燃放煙花爆竹，場(chǎng)地選擇成為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的瓶頸。為了找一個(gè)遠(yuǎn)離市區(qū)、又安全保密的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，趙家玉等人常常在晚上驅(qū)車趕到河北的海邊去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第二天早上再趕回學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室。
    趙家玉說，在望京地區(qū)西門子大廈燃放是在北京市區(qū)內(nèi)唯一一次試驗(yàn)。去年年底，趙家玉等人已能打出“五環(huán)”圖形，推薦給奧運(yùn)會(huì)開幕式總導(dǎo)演張藝謀和奧運(yùn)會(huì)開閉幕式視覺特效藝術(shù)總設(shè)計(jì)蔡國強(qiáng)。蔡國強(qiáng)想看看焰火到底能打多高，跑到西門子大廈頂層觀看，結(jié)果，焰火的高度足有兩個(gè)西門子大廈高，蔡國強(qiáng)當(dāng)即表示滿意。
    趙家玉說，焰火膛壓精確發(fā)射技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)“奧運(yùn)五環(huán)”、“笑臉”等不規(guī)則圖形，還可以實(shí)現(xiàn)漢字等圖形，從理論上說，任何漢字都能表現(xiàn)出來。隨著技術(shù)的不斷成熟，將來人們不用仰頭，而是像看電影一樣看這些美麗的焰火圖形了。
    對(duì)于承擔(dān)建國60周年焰火表演科研任務(wù)的趙家玉來說，用焰火打出漢字的慶賀標(biāo)語已經(jīng)不太遙遠(yuǎn)了，“也許明年國慶時(shí)大家就能看到！”