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科技日报记者 朱虹 通讯员 李颖超
在前不久举行的第三十四届哈尔滨国际经济贸易洽谈会上,哈尔滨工程大学智能海洋航行器技术全国重点实验室的展台前,围满了参观者。
聚光灯下,一台通体橙红、造型如同小型潜艇的装备静静陈列。它叫“悟空”号全海深AUV(自主水下航行器),系中国自主研制,能在万米海底独立作业。
“这是我国目前下潜最深的AUV,创造过10896米的世界纪录。”讲解员话音刚落,人群中便响起掌声。
不过,很少有人知道,这个“深海独行侠”的背后,有一群十几年“自讨苦吃”的科研人员。更少有人知道,去年它的“兄弟”——“悟空6000”AUV,在北极冰下完成了中国首次无人化对冰航行观测。
哈尔滨工程大学AUV研制团队(以下简称“团队”),用一次次科研“深潜”,在AUV这片无人区走出了自己的路。

给耐压舱“减重”
时间回溯至2018年。团队决定研制全海深AUV时,碰到的第一只“拦路虎”就是耐压舱。
万米海底的压力,相当于在指甲盖上站一头大象。AUV的耐压舱只有扛住这股巨力,才能保护内部电子设备。传统做法是用钛合金制作耐压舱,但成本较高。
“一个舱体动辄几十万元,而且重得出奇。”团队骨干、哈尔滨工程大学副教授曹建对记者说,AUV的浮力是固定的,耐压舱太重,整机就会头重脚轻。
“能不能换种材料?”曹建翻遍了材料手册,目光停在高硼硅玻璃上,它常用于制作防火玻璃。
同事以为他在开玩笑:“玻璃?万米深海?那不是送它去粉身碎骨吗?”
可曹建想试试。他们决定将高硼硅玻璃制成球壳。“球形受力最均匀,是深海耐压舱的理想形状。”曹建说。
最磨人的是实验。他们把玻璃球壳放进压力筒,模拟万米深海压力,然后泄压,看它碎不碎。一次、两次、三次……直到第十次。
“每次加压,大家的心都悬着。”曹建说。不过,结果出人意料:这种玻璃球壳不仅扛住了巨大的压力,而且单舱成本不到传统材料的1/6,重量减轻一半多。
最终,“悟空”号全海深AUV的4个主耐压舱都由这种玻璃制成。这是全世界第一次将高硼硅玻璃用于制作全海深AUV主承压结构。
挑战万米深渊
2021年,“悟空”号全海深AUV迎来大考——奔赴西太平洋,挑战万米深渊。
然而,出发前,科考名额一缩再缩,最后只给团队剩下4个名额。于是,曹建和团队骨干、哈尔滨工程大学副教授李岳明等4位团队成员承担了所有任务。“布放、监控、回收,全程我们都自己来。”李岳明说。
那趟海试,他们遇上了2.5米高的涌浪,作业常常在深夜进行。
最惊心动魄的一夜,团队4人做了一个大胆的决定:在恶劣海况下,测试“悟空”号全海深AUV的完全自主能力。母船主动驶离至11公里外,不对它进行监控,也不向它发出任何指令。“这意味着,‘悟空’要独自在万米海底完成所有任务,再自己回家。”李岳明说。
几个小时过去了,海面漆黑一片。大家死死盯着雷达屏幕,心提到嗓子眼。
突然,远处海面出现一团光晕。
“是‘悟空’!它自己点亮了水下灯!”曹建大喊。他顾不上两米多高的涌浪,跳上小艇冲了过去。海浪一次次把他和小艇抛起、砸下,他死死抓住缆绳,给“悟空”挂上了回归母船的“生命之钩”。
那一次,“悟空”号全海深AUV累计完成4次万米级下潜,最大深度达到10896米,刷新了当时AUV深潜的世界纪录,并传回了珍贵的万米海底影像。
事后,团队负责人、哈尔滨工程大学教授李晔写了一首诗,其中两句是:直捣龙宫戏定海,神针未取不撤兵。这是他们骨子里的豪情。
开展冰下观测
“悟空”的传奇,并没有让团队停下脚步。他们瞄向了北极。
2024年,“悟空6000”AUV搭乘“中山大学极地”号,奔赴北冰洋。任务是在冰下开展中国首次无人化航行观测。
负责“悟空6000”AUV硬件系统的工程师石金玉,是团队里出了名的“铁人”。不过,北极的艰苦,还是让他记忆犹新。
“作业窗口转瞬即逝,天气说变就变。我们必须连续作战。”石金玉说。连续几天,他每天只睡两三个小时。白天布放、回收设备,晚上整理白天收集的数据。极地夏天的夜晚只有两三个小时,人的生物钟全被打乱。
“最后不是困,是熬得心脏难受。”石金玉轻描淡写地说,像是在说别人的事。
可没有人退缩。“一个人累倒,另一个人顶上,再有人倒下,就再换人。”石金玉说。正是在这种近乎极限的轮转中,团队完成了“悟空6000”AUV在冰下环境的自主航行观测任务,传回了宝贵的极地数据。
重用青年人才
这支团队的一个传统,是年轻人没有实习期,来了就上一线。
团队成员宋罘林博士毕业后,加入团队的第二天,就作为代表与中山大学对接AUV极地项目。“我当时连AUV长什么样都不知道。”他回忆道。
宋罘林是学航天专业的,此前从未接触过海洋研究,更是AUV“小白”,但布置给他的任务很明确:“负责导航算法”。
没有适应期,没有师傅带徒弟的“慢慢来”,宋罘林只能硬着头皮上。“我几乎从零开始摸索。”宋罘林说,此后几个月,他查文献、学代码、跑仿真、跟海试。不到一年,他就成了团队里研究极地AUV导航算法的骨干。
“这个团队不可能让青年人‘闲’着。”宋罘林笑着说,“这种压担子的方式,一开始让人喘不过气,但回头看,成长确实快,因为我们解决的是真问题,承担的是硬任务。”
团队里像宋罘林这样的年轻人还有很多。
团队成员张强刚加入团队时,便参与设备升级改造。彼时,台风逼近试验海域,布放窗口只剩不到6小时。张强第一次出海,晕船吐到双腿发软,却仍抱着数据采集器。“付出这么多,就是为了采集数据。”事后他笑着说。正是这种“零磨合”的实战,让一批批青年科研人员迅速成长。
截至目前,团队已培养出50余名博士、百余名硕士,其中许多人已成为高校和科研院所的骨干。
“悟空”的故事还在继续。今年,团队将启动新一代“悟空”号全海深AUV的研制工作。“《西游记》里的孙悟空要经历九九八十一难,我们才刚开始。”李晔说。
深海浩瀚,这群“取经人”依然在无人区里跋涉,为实现海洋强国梦不懈奋斗。
