——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
科研人員在深淵科考中回收“海翼7000”水下滑翔機(jī)。中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所供圖
在日前揭曉的“2017年度海洋人物”評(píng)選中,“海翼”號(hào)系列水下滑翔機(jī)設(shè)計(jì)師俞建成引人注目。從2003年開(kāi)始研究到2009年首次下水,再到如今的成熟穩(wěn)定,俞建成帶領(lǐng)中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)沈陽(yáng)自動(dòng)化所)水下滑翔機(jī)研究項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)努力耕耘,見(jiàn)證了“海翼”號(hào)的每一步成長(zhǎng)。
合理制定分階段研究目標(biāo),降低技術(shù)難度和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),最終實(shí)現(xiàn)超越發(fā)展
俞建成第一次聽(tīng)說(shuō)水下滑翔機(jī)是在2003年。那一年,他剛剛考入沈陽(yáng)自動(dòng)化所攻讀博士學(xué)位。每個(gè)周六,俞建成都要向?qū)煆埌簠R報(bào)一周的學(xué)習(xí)工作情況。有一次,張艾群給他看了一篇關(guān)于美國(guó)最新水下機(jī)器人研究成果的文章。讀完這篇介紹美國(guó)研制的Slocum水下滑翔機(jī)的文章后,俞建成對(duì)水下滑翔機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
作為水下機(jī)器人的一種,水下滑翔機(jī)依靠浮力在海水中滑行。它重量輕、消耗小、隱蔽性好,能夠勝任長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離的航行任務(wù),是世界各國(guó)海洋科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
在進(jìn)一步查閱了水下滑翔機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)后,俞建成決定召集其他同學(xué)開(kāi)展水下滑翔機(jī)的研究工作。
據(jù)俞建成介紹,1989年美國(guó)海洋科學(xué)家就提出了水下滑翔機(jī)的概念,2000年他們已研制出三型水下滑翔機(jī)并開(kāi)展了海上試驗(yàn)。2003年,他第一次聽(tīng)到水下滑翔機(jī)這個(gè)概念時(shí),美國(guó)已開(kāi)展水下滑翔機(jī)實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用了。“如果我國(guó)還不著手開(kāi)展相關(guān)研究的話(huà),差距會(huì)越來(lái)越大?!?/p>
在俞建成和同學(xué)們的努力下,當(dāng)年他們從所里成功申請(qǐng)了12萬(wàn)元科研經(jīng)費(fèi),正式開(kāi)始水下滑翔機(jī)的研究工作。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所在水下機(jī)器人領(lǐng)域有很好的技術(shù)積累和工程經(jīng)驗(yàn),這為俞建成團(tuán)隊(duì)水下滑翔機(jī)的研究工作奠定了良好基礎(chǔ)。但水下滑翔機(jī)作為新型水下機(jī)器人,有一些特殊技術(shù)要求,比如對(duì)水動(dòng)力外形優(yōu)化要求很高、對(duì)控制系統(tǒng)功耗非常敏感,既要實(shí)現(xiàn)小型化又要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航能力,等等。
俞建成說(shuō):“對(duì)于這些特殊技術(shù)要求,我們沒(méi)有研究基礎(chǔ),可借鑒的東西也很少,一切都得從零開(kāi)始。”
由于沒(méi)有基礎(chǔ),最初團(tuán)隊(duì)制定的目標(biāo)也較低;隨著技術(shù)的不斷積累,他們的目標(biāo)也隨之提高?!氨热?,續(xù)航能力從最早沒(méi)有指標(biāo)要求,到后來(lái)設(shè)定為500公里,再到1000公里、3000公里……”俞建成說(shuō),“通過(guò)合理制定分階段研究目標(biāo),降低技術(shù)難度和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),不斷增強(qiáng)研制信心,最終實(shí)現(xiàn)了超越發(fā)展?!?/p>
“海翼”號(hào)課題組的3個(gè)年輕人沒(méi)有被困難嚇倒,時(shí)間不夠用就加班加點(diǎn)干
小型化是水下滑翔機(jī)研制的難點(diǎn)之一。既要小又要跑得遠(yuǎn),這是水下滑翔機(jī)研究過(guò)程中,俞建成團(tuán)隊(duì)需要破解的難題。
俞建成說(shuō),因?yàn)轶w積小,艙內(nèi)空間非常有限,很多現(xiàn)成的單元技術(shù)都無(wú)法在這么小的空間內(nèi)使用,他們不得不攻關(guān)各單元的小型化技術(shù);因?yàn)轶w積小,一點(diǎn)點(diǎn)空間、功耗等資源的浪費(fèi)都會(huì)影響水下滑翔機(jī)的航行效率,所以要求載體設(shè)計(jì)的空間利用率很高、控制器功耗很低,而且外形、壁厚、浮力調(diào)節(jié)量都必須優(yōu)化得恰到好處;因?yàn)轶w積小,水下滑翔機(jī)的搭載能力有限,系統(tǒng)冗余度無(wú)法做得很高,所以需要水下滑翔機(jī)的所有部件都必須具有很高的可靠性。他們?yōu)榇嘶ㄙM(fèi)了大量時(shí)間,對(duì)部件和整機(jī)進(jìn)行大量測(cè)試和試驗(yàn)。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所副研究員金文明是2008年加入“海翼”號(hào)課題組的。他清楚地記得,當(dāng)時(shí)課題組一共就3個(gè)人。“俞建成博士是我們的課題組長(zhǎng),總攬滑翔機(jī)研制的全過(guò)程;機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的我負(fù)責(zé)機(jī)械結(jié)構(gòu)分系統(tǒng);新入職的黃琰負(fù)責(zé)電控與軟件分系統(tǒng)?!?/p>
“海翼”號(hào)研制初期困難重重,進(jìn)展也比較緩慢。但是,3個(gè)年輕人并沒(méi)有被困難嚇倒,經(jīng)驗(yàn)不足就請(qǐng)教其他課題組的老同志,時(shí)間不夠用就加班加點(diǎn)干。
金文明說(shuō):“回想起來(lái),入職的頭3年也是我進(jìn)步最快的3年,那時(shí)大家不知疲倦,一心只想把科研做好?!?/p>
經(jīng)過(guò)一年半的努力,水下滑翔機(jī)樣機(jī)終于研制出來(lái)了。在研發(fā)過(guò)程中,“海翼”號(hào)團(tuán)隊(duì)也不斷壯大,從最初的3人發(fā)展到現(xiàn)在的20多人,金文明和黃琰也都成長(zhǎng)為團(tuán)隊(duì)的核心骨干。
海試是難忘的經(jīng)歷,也是意志品質(zhì)的考驗(yàn)
海上試驗(yàn)是研制水下滑翔機(jī)過(guò)程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。
俞建成說(shuō):“海洋是人跡罕至的地方,海上試驗(yàn)對(duì)于每個(gè)經(jīng)歷過(guò)的人來(lái)說(shuō)都是難忘的經(jīng)歷,也是意志品質(zhì)的考驗(yàn)?!?/p>
金文明至今都對(duì)“海翼”號(hào)水下滑翔機(jī)的第一次海上試驗(yàn)印象深刻。那是2009年的夏天,由張艾群帶隊(duì),參試隊(duì)伍一共10人。為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),當(dāng)時(shí)課題組租用了一條漁船。
金文明說(shuō):“在漁船上顛簸了一個(gè)晚上,等開(kāi)到試驗(yàn)地點(diǎn),就已經(jīng)有3位隊(duì)員不能下床了。”
因?yàn)槭堑谝淮芜M(jìn)行海試,前期設(shè)計(jì)缺乏經(jīng)驗(yàn),水下滑翔機(jī)不論在軟硬件還是在機(jī)械系統(tǒng)上都存在缺陷,環(huán)境適應(yīng)性也不夠好。為此,團(tuán)隊(duì)成員白天試驗(yàn)、找問(wèn)題,晚上拆卸艙體、維修與解決問(wèn)題。
金文明說(shuō):“那些天真是白天晚上‘連軸轉(zhuǎn)’。船上沒(méi)有工作臺(tái),我們就在前甲板上支起一張大木板進(jìn)行滑翔機(jī)的拆裝工作,趴著或蹲著對(duì)滑翔機(jī)進(jìn)行檢修。船不停地晃動(dòng),時(shí)間一長(zhǎng),大伙都腿軟背痛。但是,所有人都堅(jiān)持到了最后?!?/p>
當(dāng)時(shí)正處于盛夏,船上異常炎熱,睡覺(jué)艙位也不夠,幾個(gè)年輕人就直接在甲板上鋪上席子睡覺(jué)。早上醒來(lái)的時(shí)候,露水濕透全身。
“海試過(guò)程中大家都是相互鼓勵(lì)。正是因?yàn)閳?jiān)持,才有了水下滑翔機(jī)的研制成功。”俞建成說(shuō)。
2017年3月,當(dāng)“海翼7000”系列水下滑翔機(jī)在馬里亞納海溝創(chuàng)下6329米的世界深潛紀(jì)錄時(shí),團(tuán)隊(duì)成員都非常激動(dòng)。金文明說(shuō):“收到數(shù)據(jù)時(shí),大家都?xì)g呼起來(lái)了!”
海試中也有很多開(kāi)心時(shí)刻。俞建成就對(duì)2017年在海上偶遇“遼寧號(hào)”航空母艦的情景念念不忘:“盡管當(dāng)時(shí)距離很遠(yuǎn),仍然感覺(jué)非常振奮?!?/p>
“正因?yàn)橛辛诉@些親身經(jīng)歷,更激發(fā)了我們獻(xiàn)身中國(guó)海洋技術(shù)的熱情和使命感。”俞建成說(shuō)。
(原載于《人民日?qǐng)?bào)》 2018-06-15 18版)
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