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突破國外技術封鎖,一個博士研發團隊與一條鎧裝纜的7年較量

2025-01-15 18:47 大眾新聞·半島新聞閱讀 (369875) 掃描到手機

身為中國海洋大學博士的王雷,幾乎每天早上8:30會準時出現在青島藍谷的實驗室里。1月13日早上的他,也不例外。進實驗室后的他打開了電腦,對新的研發項目進行數據、材料的反復實驗和論證,之后的他又走進了材料的合成與生產車間。而此時,車間中的工人正對王雷研發的一條市場售價高達10萬余元的鎧裝纜,進行邊料的剪切。

鎧裝纜是連接海哨SV3波浪滑翔機浮體船和牽引機之間一條7米長的“纜繩”,殊不知這條“纜繩”的研發,王雷等博士團隊用了整整6年歷經上百次海試,才將半月長的壽命提高到半年長,突破壁壘打破國外技術壟斷。

王雷手持科技加身的鎧裝纜,打破國外技術壟斷

“海哨”機,青島近海發現鯨

“這條鎧裝纜剛從生產線下線。”在生產車間,王雷博士告訴半島全媒體記者,7米長的鎧裝纜,是“海哨SV3波浪滑翔機”上的一條重要的纜繩。

王雷所說的“海哨SV3波浪滑翔機”,正是我國自行研發的第三代波浪滑翔機,而“海哨”這一商標也是身為中國海洋大學教授、博士生導師的孫秀軍,于2021年10月7日注冊經國家知識產權局批準并使用的。

底部掛有鎧裝纜的海哨波浪滑翔機進行海試

“‘海哨’這個商標使用期至2031年10月。”海舟科技研發團隊負責人周瑩告訴半島全媒體記者。

由青島海舟科技有限公司博士團隊研發的“海哨波浪滑翔機”,越來越廣泛應用于各種領域。

青島近海海域早前發現的鯨類影像和聲學信息,就是被布放在青島海域的海哨波浪滑翔機發現的。

鎧裝纜(船體下的長繩)從早期的半月壽命實現半年壽命

尤其第三代海哨波浪滑翔機,其應用范圍越來越廣,能量越來越大。2024年,波浪滑翔機被我國某海洋研究所利用,前往了南海采集臺風數據。2024年9月,2臺波浪滑翔器前往太平洋,進行海底磁場變化的觀測與數據采集。

2024年7月,國家某氣象水文研究所利用青島造的海哨波浪滑翔器的“掃海”能力,對海上氣象水文數據進行采集,以研究水文、氣象的實時變化規律。

底部掛有鎧裝纜的海哨波浪滑翔機進行海試

歷經錯誤的常規思維

體長3米余的波浪滑翔機賦能我國科研院所,在大海上為波浪滑翔浮體船提供動能的是海平面以下的牽引機,而連接浮體船與牽引機的就是這條僅有7米的“鎧裝纜”。

“可以說,沒有‘鎧裝纜’,就不能實現波浪滑翔機的前行動能。”周瑩說,“沒有動能,也就意味著海上所有的數據采集與實驗,將會中斷或半途而廢。”

早在海哨波浪滑翔機試驗初期,其鎧裝纜重達10公斤。當時的王雷等試驗人員認為,鎧裝纜越粗、金屬越多,抵抗風浪提供動能的能力以及耐磨性將會越強。但試驗的結果顯示,按照他及試驗人員的常規思維,這些連接浮體船與牽引機的笨重鎧裝纜,在海洋中運行半個月時間就會損毀。

“鎧裝纜損毀,意味著茫茫大海上的數據采集浮體船無法返回甚至失蹤。”周瑩說,“在平臺與牽引機越來越智能化的情況下,突破鎧裝纜使用壽命至關重要。”

1994年出生的王雷博士以及團隊其他成員,接過了這一重要使命。

歷經多次海試失敗后,王雷覺得“越粗、金屬越多”思維是錯誤的,長7米、重達10公斤的鎧裝纜需要一種當時還未出現的韌性材料,來實現波浪滑翔機長期在海氣界面下的運動動能。

王雷說,鎧裝纜將水面浮體船的隨波起伏運動傳遞到水下牽引機,實現波浪能到動能轉換的同時,通過鎧裝纜的內部線纜,為浮體船和牽引機建立了電源和信號通道,動力和電信傳遞都應進行。

“0”到“1”,突破國外封鎖

2017年始,這項重要的試驗創造,在王雷的實驗室和海舟科技的車間中開始。

從“0”到“1”,他需要在諸多的材料中尋找這種材料。每天,他將自己關在實驗室里,在多種材料中尋找最適合的材料,并將各種材料組合試驗。

2022年,也就是這項實驗進行5年之后,一種耐彎折、滿足多線芯使用需求,減小彎曲半徑,提高疲勞壽命,適應高頻次橫搖和縱搖的鎧裝纜成型了。

成型之后的鎧裝纜僅重3.5公斤,與之前笨重的鎧裝纜相比整整瘦身6.5公斤。

新型鎧裝纜,在海洋中能持續運行多久?之后,鎧裝纜被裝到海哨波浪滑翔機上,先在青島近海進行了布放。

“在青島近海的試驗結果顯示,其已經具備了優越的耐性和電源、信號能力。”王雷說,在此基礎上,他們又將滑翔機送到我國南海、太平洋、印度洋等海域進行試驗,并在試驗中不斷改觀、更新。

2024年,這種前后歷經多年攻關、上百次布放大海試驗的鎧裝纜定型,并被運用到波浪滑翔機上用于全球大洋科考,從早期“半月壽命”實現了不間斷運行的“半年壽命”。

“突破壁壘打破了國外技術封鎖。”王雷說,“這條長7米的鎧裝纜如今售價高達10萬余元。”

(半島全媒體記者 王永端)