大国重器勇探海洋

刘源隆

今天的中国，正从海洋大国向海洋强国迈进，一个个我国自主研发、全球领先的海洋装备接连入水：具有领先水平的“海洋地质十号”综合地质调查船，集海洋地质、地球物理、水文环境等多功能于一身，可实施全球无限航区海洋地质调查工作;亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船“天鲲号”投产，它也是目前世界上智能化水平最高的自航绞吸船;中国自主创新、拥有世界上最先进控制系统的4500米载人潜水器“深海勇士”号投入到深海科学考察中;世界最大的起重船——“振华30号”，单臂吊装能力达到1.2万吨，成功实现了广受瞩目的港珠澳大桥工程最终接头……大国重器，正在创新发展的大道上逐梦深蓝。

流动国土 海洋工程装备是流动的国土。

从海上粮仓到海上油气田，从海水淡化到海上风场。海洋正为我国经济提供澎湃动力。第一艘国产航母下水，第一次可燃冰试开采成功，创新发展的“蓝色中国梦”正越来越近。依海富国，以海强国，建设海洋强国，中国，正拥抱深蓝。

1.8万公里海岸线，300万平方公里的海洋国土，从未像今天这样，与国家发展和人民生活如此密切。

“蓝鲸1号”：用10年走完欧美40年的路

2019年10月15日，被誉为“中国海洋第一展”的2019中国海洋经济博览会在深圳开幕，一大批海洋“大国重器”及高新技术研发成果亮相。

蓝鲸，被认为是已知的地球上生存过的体积最大的动物。自主知识产权从零到100%，国产化率从不足10%到60%，中集来福士建造的“蓝鲸1号”堪当此名。中集来福士企业管理部专员李鹏骄傲地说：“我们用10年，走完了欧美40年所走的路。”

海洋工程装备是流动的国土。“蓝鲸1号”长117米，宽92.7米，甲板面积相当于一个标准的足球场，从船底到顶端有37层楼高，“蓝鲸1号”的最大作业水深达3658米，最大钻井深度达15250米。要知道，已探明的世界最深处马里亚纳海沟也仅为11034米，可以说，“钻”到地球最深点，对“蓝鲸1号”来说不在话下。

“蓝鲸1号”如此强大的能力就是为了开采海底深处的“可燃冰”资源。比起煤和石油这样的化石燃料，可燃冰就像天然气一样是一种清洁能源。可燃冰燃烧之后只会产生水和二氧化碳，几乎不会留下固体残渣，也不会产生有害气体。

不过，可燃冰很难以固态形式从海洋中被开采出来，因为大气中的温度远高于海底，压力远低于海底，所以开采海洋中的可燃冰十分有难度。

2017年5月，海上钻井平台“蓝鲸1号”在南海海域成功完成中国首次可燃冰试采，创造了可燃冰开采时间和产量两项世界纪录，为未来的大规模开采奠定了基础，意义重大。“蓝鲸1號”首次工作期间，强热带风暴“苗柏”造访，风力最大达到12级，“蓝鲸1号”牢牢钉在工作海域，试采工作一秒也没有停顿，成为当之无愧的“定海神针”。

“蓝鲸1号”研制方中集集团相关负责人介绍，“蓝鲸1号”能做到稳如泰山，除了平台本身的稳定性强，还因为配备了世界上最先进的DP3定位系统，可根据外部环境，实时控制底部8个推进器的转速和方向，即使在16级大风中，整个船的偏移也不会超过0.5米。

在“蓝鲸1号”的基础上，2017年8月，其姊妹船“蓝鲸2号”完成试航，这座“巨无霸”最大作业水深3658米，最大钻井深度15250米，是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台，在全球95%的深海中畅通无阻，代表了世界海洋工程装备领域的中国深度。

“深海勇士”：勘探深海4500米是成为海洋强国的重要标志

2017年10月，搭载着“深海勇士”号载人潜水器的“探索1号”作业母船和中国海监2168船警戒船，在我国南海完成“深海勇士”号的全部海上试验后，返航抵达三亚。“深海勇士”是我国第二台深海载人潜水器，它的作业能力能达到水下4500米，它的海试成功也让我国在挺进深海方面，增加了一个“大国重器”。

潜水器取名“深海勇士”，寓意也是希望凭借它的出色发挥，像勇士一样探索深海的奥秘。作为目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器“蛟龙号”的兄弟，“深海勇士”号最大的不同是潜水器实现95%以上国产化。4500米载人潜水器项目总指挥刘心成表示：过去我国深海工程技术方面确实在世界上比较落后，很多东西靠买，保障起来成本高，效率比较低。

而“深海勇士”号的浮力材料、深海锂电池、机械手全是中国自己研制的。这不仅降低了成本，还让相关技术企业努力创新，迅速成长。另外，4500米这个深度意义非凡，它基本上覆盖了我们国家的主要海域和国际海域资源可开发的深度。深海4500米，是海洋生物资源和矿藏分布最密集的区域，率先拥有这个深度的勘探能力，是成为海洋强国的重要标志。此前，全球只有美国、法国、俄罗斯和日本拥有4500米载人深潜技术。

实际上，“深海勇士”号的下潜挑战并非一路坦途。

第一次下潜，潜水器只需要潜到50米深度，这对4500米潜水器来说并不困难，甚至可说是“牛刀小试”。

潜水器要安全平稳地放置在海面上，首先需要起吊。将潜水器与A架钩住要靠粗重的缆绳和巨大的挂钩，由于跟吊车需要磨合，挂钩就耗费了大量时间。经过了一番磨练，潜水器终于下水并很快潜到50米，一切顺利。但是在回收的时候，却出现了惊险的一幕：潜水器回收的第一步，是由蛙人将缆绳挂在潜水器上面。然而，蛙人第一次挂缆以失败告终，一个浪拍过来，还差点将他打入水中。好在第二次挂缆时，蛙人一脚踩稳，爬上了潜水器。这次下潜，各工种都经历了一次“大考”。

不仅在第一次试验过程中一波三折，潜水器回到母船进行检查之后，科学家们也发现有很多问题需要解决。

潜水器作为一个极其精密的高科技仪器，和人一样有着高能运算的大脑和千丝万缕的神经。中科院沈自所“深海勇士”号控制系统负责人祝普强的团队就负责打造潜水器的“大脑”和“神经系统”。他们经常为了一个小部件忙到凌晨4点，早晨6点又要起床参加新一轮海试。除了检查大脑和神经，潜水器的皮肤、手臂甚至辅助下潜的设备都出现过问题。刘心成说，海试的目的就是发现问题。50米阶段时，就暴露出7项问题，但这些问题都在海试团队自己的努力下解决了。

中科院院长白春礼院士表示，试验队全面严格地检验了“深海勇士”号载人潜水器的各项性能指标。根据海试结果，“深海勇士”号载人潜水器性能优良，可列入国际最先进载人潜水器序列。这是我国在大深度载人潜水器研制征途上的又一次重大跨越，也标志着我国已经全面具备大深度载人潜水器研制和试验能力。

世界上海底最深的地方深度超过10000米，而目前，我国已经部署了11000米大深度项目，预计2020年下水。

“天鲲号”：造岛神器“天鲸号”的升级版

作为国内首艘从设计到建造拥有完全自主知识产权的、首艘采用全电力驱动型式的重型自航绞吸船，“天鲲号”输送系统能力世界第一、挖掘能力亚洲第一，适应恶劣海况的能力全球最强……细数“天鲲号”的技术性能，每一项关键领域无不融合了世界最先进的科技成果。

重型挖泥船属于高技术含量、资金密集型国家重要基础装备。无论是世界最大人工深水港天津港的开挖，还是长江深水航道的疏浚，都离不开重型挖泥船。

不过，在中交天津航道局有限公司（天航局）投资建造的“天鲸号”诞生前，我国重型挖泥船进口比例高达八九成。

1966年，从荷兰引进自航耙吸船“津航浚102”轮时，天航局曾花费了折合4吨黄金的高价。“天鲲号”建造决策者、中交疏浚（集团）股份有限公司董事长周静波说，从国外进口的超大型挖泥船通常不是技术最先进的，在关键工程中有时难以担当重任。

对进口的依赖直接导致了我国疏浚装备研发制造领域技术人员匮乏、技术资料紧缺、技术积累薄弱，严重限制了我国疏浚业整体发展。因此，中国只有实现重型挖泥船的自主研发、建造，才能突破封锁，不受制于人，实现我国河道疏浚、航道开挖、海疆建设的独立自主。

但是，全世界只有欧洲几个国家掌握重型挖泥船设计建造技术，并作为国家战略装备统一管理，核心技术我们学不到、买不来。

2005年，天航局相继启动了“天狮”船、“天牛”船的设计建造工作，由此迈出了我国自主设计建造大型绞吸式挖泥船的第一步。2007年9月，天航局正式成立工程船舶设计所。在随后的10年时间，“程途恒远”系列、“天鲸号”等相继建成投产，使我国比肩世界先进国家，为自主设计建造大型疏浚装备奠定了雄厚的技术基础。

之前拥有“造岛神器”之名的“天鲸号”由上海交通大学与德国企业共同承担设计，能以每小时4500立方米的速度将海沙、海水的混合物排放到最远6000米外。

而“天鲲号”全船长140米，宽27.8米，最大挖深35米，总装机功率25843千瓦，设计以每小时6000立方米的速度将海沙、岩石以及海水混合物输送到最远15公里的地方，绞刀额定功率6600千瓦。

“天鲲号”于2018年10月2日赴江苏启东开展挖泥试验，经过近1个月调试，其挖泥最高生产率达每小时7501立方米，远超每小时6000立方米的设计标準，同时验证了该船15公里超长排距的挖掘输送能力。“天鲲号”不仅可以快速疏通航道，而且挖掘出的泥沙可以用于填海，一举两得，省时省力。

在“天鲲号”挖泥试验过程中，“天鲲号”智能挖泥控制系统调试获成功。这是绞吸船自动挖泥技术在我国的首次应用，由中交天津航道局历经5年攻坚研发，是我国疏浚技术的又一突破。有了这个“大脑”，“天鲲号”就能实现无人操控自动挖泥，并能根据施工区域实际情况自动调节动作，确保生产效率长期保持在较高标准。

2018年11月23日，“天鲲号”又开赴大连开展挖岩实验，岩石是疏浚行业中的“硬骨头”，也最能考验船舶挖掘的性能。经过1个多月的反复磨合检验，“天鲲号”共进行了绞刀在岩床上的挖掘姿态试验、不同性能的刀齿试验、绞刀转速试验、极限横移拉力试验、正反刀挖掘试验5个方面的试验。成功完成挖掘60兆帕岩石强度，超过挖掘岩石强度50兆帕的设计标准，顺利渡过了最后一道考验，至此“天鲲号”正式具备了投产能力。2019年1月9日，经过近3个月的挖泥、挖岩试验，“天鲲号”顺利返航至江苏启东船厂。“大考”归来，“天鲲号”交出了一份令人满意的答卷。

据“天鲲号”总工程师王健介绍，试验期间，“天鲲号”的挖掘系统、输送系统和智能挖泥系统等施工关键设备性能均成功通过了实际施工的考验，各项测试技术指标均达到或超过设计标准。

未来，“天鲲号”将凭借其长达15公里的远程输送能力，成为建设中国海疆的国之重器，甚至被戏称为“地图编辑器”，还有国外媒体幽默地表示“天鲲号”的威力能再造出一个英国。2019年3月12日，“天鲲号”完成通关手续，成为亚洲最大的重型自航绞吸船，从江苏连云港开启首航之旅，奔赴“一带一路”沿线国家，为当地建设发展贡献中国力量。