完成这个“变魔术”般的物理过程 ， 需要两个前提 。 第一 ， 寻找一种合适的焰色反应剂配方 ， 能够实现较为明显的焰色改变 ， 使火焰呈现黄色；第二 ， 探索更为合适的反应剂加载方式 ， 能够使反应的加载工艺便利、易于实现 ， 抗雨水冲刷能力 。 我们测试了大量的碱金属配方 ， 最终将注意力集中在以钠盐为基础的配方上 ， 实现了通过焰色明亮、加载工艺简单、抗雨水冲刷能力好的焰色改变技术 。
手持火炬的安全性由储氢装置安全性、氢密封能力、火炬整体安全性三个维度组成 。
火炬的氢燃料放置在一个小气瓶中 ， 因为结构受限 ， 一定要做到高压 ， 不然氢气储存量不足 ， 火炬燃烧的时间就达不到要求 。 为此 ， 团队专门制定了针对性的企业标准 ， 并通过国家评标委评审 。 按照标准规定严格执行了水压试验、爆破试验、疲劳试验、火烧试验等十余项测试 ， 以保证储氢装置的安全性 。
而且 ， 氢气难以进行密封 ， 我们团队在氢密封方面做了大量工作 ， 能够保证瓶口阀的氢泄漏率≤0.2mg/h（即每小时小于0.2毫克） ， 这意味着即使在一个相对较小的空间内 ， 氢气的爆炸浓度也达不到它的爆炸极限 ， 如此低的泄漏率给火炬的安全存放和运输提供了保障 。
此外 ， 火炬整体安全如何考量？答案是 ， 在综合环境模拟试验平台进行实验测试 ， 包括低温、风、雨雪、高海拔等使用环境的测试 ， 也包含跌落、倒置、大幅轮转等安全性测试 。 所有测试通过 ， 才能确保冬奥会手持火炬安全可靠 。
科技日报采访人员：手持火炬的个头不大 ， 存放燃料的空间更加有限 ， 请问我们在内部设计中 ， 是如何保障燃料够用？
宋晓峰：火炬外形设计力求“苗条” ， 这极大地压缩了内部燃料的储存空间 ， 需要整个燃烧系统全面改进 。 初次的匹配结果让团队很有压力 ， 燃料储存的空间根本不能满足燃烧5分钟的有效传递时间 。
怎么办？我们燃烧系统团队的工程师放弃假期、加班加点迭代图纸 ， 不放过任何1mm的尺寸缩减 ， 最终我们突破此前设计的极限 ， 把燃烧系统的总体尺寸缩减了1/3 ， 为完成匹配打下基础 。
科技日报采访人员：据了解 ， 飞扬火炬的外壳是用碳纤维与树脂形成的复合材料制作而成 ， 也是世界首创 。 为什么要选择这种材料制作火炬 ， 它给火炬带来了哪些优越性？为什么碳纤维材料的火炬外壳不惧高温？
宋晓峰：密度只有钢的1/4 ， 强度却是钢的6至7倍 ， 轻而强是碳纤维最大的特点 。 整个手持火炬的内部有储氢罐、减压阀、复杂的燃烧系统以及格栅等装置 ， 它本身的重量与储存氢气的重量叠加以后 ， 都要包腹在内飘带里 ， 如果外壳再用常规材料的话 ， 整体重量就会大大增加 ， 这给火炬传递带来不好的体验 。
氢火炬在燃烧时 ， 火焰温度是很高的 ， 经测试 ， 火炬燃烧状态时 ， 壳体表面最高温度大约为650℃ 。 而“飞扬”火炬的外壳采用碳纤维复合材料 ， 这是前所未有的创新与尝试 ， 首先要攻克的难题是碳纤维在有氧环境下的耐高温问题 。
碳纤维本身可以耐高温 ， 但在有氧环境下 ， 高温的碳纤维会与氧气产生燃烧反应 ， 这是一件很棘手的难题 。 项目团队的碳纤维专家提出了采用陶瓷基前驱体作为基体树脂及陶瓷化成型技术 ， 使树脂能在高温条件下可转化为“陶瓷” ， 使火炬碳纤维外壳在规定燃烧时间内不燃烧 ， 最终达到轻质、耐燃烧的目的 。 测试结果显示 ， 处理后的碳纤维能够耐800℃甚至更高的高温火焰灼烧 ， 而且 ， 高温只在火焰口袋的几百毫米范围内 ， 火炬的其他部位并无变化 。