科研人員在深淵科考中回收“海翼7000”水下滑翔機(jī)。
中科院沈陽自動化所供圖
在日前揭曉的“2017年度海洋人物”評選中，“海翼”號系列水下滑翔機(jī)設(shè)計師俞建成引人注目。從2003年開始研究到2009年首次下水，再到如今的成熟穩(wěn)定，俞建成帶領(lǐng)中科院沈陽自動化研究所（以下簡稱沈陽自動化所）水下滑翔機(jī)研究項目團(tuán)隊努力耕耘，見證了“海翼”號的每一步成長。
2017年，“海翼”號水下滑翔機(jī)勢如破竹，創(chuàng)造了一個又一個紀(jì)錄——
3月，“海翼7000”系列水下滑翔機(jī)在馬里亞納海溝創(chuàng)下6329米的水下滑翔機(jī)世界深潛紀(jì)錄；
7月，12臺“海翼”號水下滑翔機(jī)在南海實現(xiàn)了我國最大規(guī)模的集群觀測應(yīng)用；
10月，“海翼1000”系列水下滑翔機(jī)無故障連續(xù)工作91天，創(chuàng)造我國水下滑翔機(jī)工作時間最長、航行距離最遠(yuǎn)、觀測剖面數(shù)最多的新紀(jì)錄。
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，最終實現(xiàn)超越發(fā)展
俞建成第一次聽說水下滑翔機(jī)是在2003年。那一年，他剛剛考入沈陽自動化所攻讀博士學(xué)位。每個周六，俞建成都要向?qū)煆埌簠R報一周的學(xué)習(xí)工作情況。有一次，張艾群給他看了一篇關(guān)于美國最新水下機(jī)器人研究成果的文章。讀完這篇介紹美國研制的Slocum水下滑翔機(jī)的文章后，俞建成對水下滑翔機(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，能夠勝任長時間、遠(yuǎn)距離的航行任務(wù)，是世界各國海洋科學(xué)研究的熱點。
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)開展水下滑翔機(jī)的研究工作。
據(jù)俞建成介紹，1989年美國海洋科學(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)并開展了海上試驗。2003年，他第一次聽到水下滑翔機(jī)這個概念時，美國已開展水下滑翔機(jī)實驗性應(yīng)用了。“如果我國還不著手開展相關(guān)研究的話，差距會越來越大。”
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了12萬元科研經(jīng)費(fèi)，正式開始水下滑翔機(jī)的研究工作。
沈陽自動化所在水下機(jī)器人領(lǐng)域有很好的技術(shù)積累和工程經(jīng)驗，這為俞建成團(tuán)隊水下滑翔機(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，比如對水動力外形優(yōu)化要求很高、對控制系統(tǒng)功耗非常敏感，既要實現(xiàn)小型化又要實現(xiàn)長續(xù)航能力，等等。
俞建成說：“對于這些特殊技術(shù)要求，我們沒有研究基礎(chǔ)，可借鑒的東西也很少，一切都得從零開始。”
由于沒有基礎(chǔ)，最初團(tuán)隊制定的目標(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。“比如，續(xù)航能力從最早沒有指標(biāo)要求，到后來設(shè)定為500公里，再到1000公里、3000公里……”俞建成說，“通過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，不斷增強(qiáng)研制信心，最終實現(xiàn)了超越發(fā)展。”
“海翼”號課題組的3個年輕人沒有被困難嚇倒，時間不夠用就加班加點干
小型化是水下滑翔機(jī)研制的難點之一。既要小又要跑得遠(yuǎn)，這是水下滑翔機(jī)研究過程中，俞建成團(tuán)隊需要破解的難題。
俞建成說，因為體積小，艙內(nèi)空間非常有限，很多現(xiàn)成的單元技術(shù)都無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)；因為體積小，一點點空間、功耗等資源的浪費(fèi)都會影響水下滑翔機(jī)的航行效率，所以要求載體設(shè)計的空間利用率很高、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；因為體積小，水下滑翔機(jī)的搭載能力有限，系統(tǒng)冗余度無法做得很高，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)了大量時間，對部件和整機(jī)進(jìn)行大量測試和試驗。
沈陽自動化所副研究員金文明是2008年加入“海翼”號課題組的。他清楚地記得，當(dāng)時課題組一共就3個人。“俞建成博士是我們的課題組長，總攬滑翔機(jī)研制的全過程；機(jī)械設(shè)計專業(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)。”
“海翼”號研制初期困難重重，進(jìn)展也比較緩慢。但是，3個年輕人并沒有被困難嚇倒，經(jīng)驗不足就請教其他課題組的老同志，時間不夠用就加班加點干。
金文明說：“回想起來，入職的頭3年也是我進(jìn)步最快的3年，那時大家不知疲倦，一心只想把科研做好。”
#p#分頁標(biāo)題#e#經(jīng)過一年半的努力，水下滑翔機(jī)樣機(jī)終于研制出來了。在研發(fā)過程中，“海翼”號團(tuán)隊也不斷壯大，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為團(tuán)隊的核心骨干。
海試是難忘的經(jīng)歷，也是意志品質(zhì)的考驗
海上試驗是研制水下滑翔機(jī)過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。
俞建成說：“海洋是人跡罕至的地方，海上試驗對于每個經(jīng)歷過的人來說都是難忘的經(jīng)歷，也是意志品質(zhì)的考驗。”
金文明至今都對“海翼”號水下滑翔機(jī)的第一次海上試驗印象深刻。那是2009年的夏天，由張艾群帶隊，參試隊伍一共10人。為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)，當(dāng)時課題組租用了一條漁船。
金文明說：“在漁船上顛簸了一個晚上，等開到試驗地點，就已經(jīng)有3位隊員不能下床了。”
因為是第一次進(jìn)行海試，前期設(shè)計缺乏經(jīng)驗，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)隊成員白天試驗、找問題，晚上拆卸艙體、維修與解決問題。
金文明說：“那些天真是白天晚上‘連軸轉(zhuǎn)’。船上沒有工作臺，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，趴著或蹲著對滑翔機(jī)進(jìn)行檢修。船不停地晃動，時間一長，大伙都腿軟背痛。但是，所有人都堅持到了最后。”
當(dāng)時正處于盛夏，船上異常炎熱，睡覺艙位也不夠，幾個年輕人就直接在甲板上鋪上席子睡覺。早上醒來的時候，露水濕透全身。
“海試過程中大家都是相互鼓勵。正是因為堅持，才有了水下滑翔機(jī)的研制成功。”俞建成說。
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，團(tuán)隊成員都非常激動。金文明說：“收到數(shù)據(jù)時，大家都?xì)g呼起來了！”
海試中也有很多開心時刻。俞建成就對2017年在海上偶遇“遼寧號”航空母艦的情景念念不忘：“盡管當(dāng)時距離很遠(yuǎn)，仍然感覺非常振奮。”
“正因為有了這些親身經(jīng)歷，更激發(fā)了我們獻(xiàn)身中國海洋技術(shù)的熱情和使命感。”俞建成說。
《 人民日報 》（ 2018年06月15日 18 版）
(責(zé)編：李楠樺、楊曦)
