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船舶重器研制背後的年輕人:打破國外壟斷,國家缺啥就研究啥

2024-08-21社會
中青報·中青網記者 王燁捷
上海的黃浦江畔「藏」著一家承擔國之重器、高端船舶設計任務的單位——中國船舶集團第七〇八研究所(以下簡稱「七〇八所」)。中國首艘專業極地科考破冰船「雪龍2」號、全球首艘LNG(液化天然氣)動力23000箱貨櫃船、「造島神器」天鯤號自航絞吸挖泥船……這些大國重器均出自該所的設計。
中青報·中青網記者8月20日從中國船舶集團2024年國企開放日活動中獲悉,一系列船舶重器背後活躍著一群青年科研人員。在這個有著74年歷史、被譽為「中國船舶設計搖籃」的研發機構,一代又一代年輕人肩負起打破國外壟斷、構建完整科技創新體系的重任。
中國船舶集團2024年國企開放日活動現場。中青報·中青網記者 王燁捷/攝
「世界盡頭」的「話語權」從何而來?
今年6月24日,中國自主設計建造的新一代破冰調查船「極地」號在廣州交付。這是中國繼「雪龍」號、「雪龍2」號兩艘極地破冰船後交付的第三艘專業極地科考船舶。這三艘極地領域「大國重器」均由七〇八所設計。其中,七〇八所參與了「雪龍」號的多次改裝設計,「極地」號和「雪龍2」號則由該所自主研發設計。
「極地考察,船舶先行。沒有船,人到不了極地,人進不去就建不了(科考)站,沒有建站連國際極地會議的會議室都進不去。」全國船舶設計大師、七〇八所首席專家吳剛說,學船舶設計專業的年輕人讀書時,都會拿到各類有關全球航行的教材,這些教材都會在封面上明確標註「除極地外」。有沒有極地科考裝備、能不能去極地科考,是一個國家科研實力的重要體現。
多年來,吳剛和極地裝備青年設計師團隊不用老套的研發設計流程,而是重點突破關鍵技術。
708所設計的雪龍2號。中青報·中青網記者 王燁捷/攝
第一艘從烏克蘭引進、七〇八所改裝設計的「雪龍」號,其破冰能力屬於PC6(即Polar class,國際上對破冰等級的一種分類)層級,即輕型破冰船,持續破冰能力不到1米;第二艘「雪龍2」號,由七〇八所自主設計,屬於PC3層級,即中型破冰船,持續破冰能力約1.5米。從「雪龍」號到「雪龍2」號,破冰能力從約1米提升到1.5米——0.5米的提升,中國的科研人員用了20余年時間。
吳剛透露,達到PC1或PC2層級的重型破冰船,目前已在研發中,它被認為是極地破冰船的「金字塔頂端」,持續破冰能力達到2米以上,「它涉及動力、推進器、低溫高強度鋼、外板塗層、低溫高精度導航等方方面面。一點點突破,都要各個團隊共同努力」。
為了獲取準確的試驗數據,研發一流極地科考裝備,七〇八所的科研人員參加了多次中國南北極科考,實地了解極地科考船的執行情況、實際需求等。「這是中國極地科考領域專家張炳炎院士等老一輩傳承下來的做法。只有了解使用者的實際需要,才能真正研發設計出實用可靠的破冰科考船。」吳剛說。
超大型貨櫃船從0到1的突破
除了破冰科考船這樣的特種船舶,近年來,民用船舶領域的「必爭之地」——超大型貨櫃船也成為船企的必爭之地。這兩年,貨櫃船隨著船東運費大幅提高,造船訂單也在攀升。僅今年上半年,全球最大的獨立船東之一Danaos已經斥18億美元下單建造了20艘新船,其中在中國船廠的訂單就有10艘。
2010年以前,七〇八所接到的超大型貨櫃船設計訂單為「零」,2010年以後的10多年時間裏,七〇八所貨櫃船研發團隊開始打破國外壟斷,目前全球超大型貨櫃船中20%的設計訂單都被該所收入囊中。
七〇八所貨櫃船設計青年專家初紹偉至今仍記得當年在世界頂尖船東公司招標會上遭遇的尷尬場景。2007年,七〇八所的一群年輕人雖然有設計方案,但卻因為沒有業績、沒有制作標書的資格,只能以「編外人員」身份進入招標大會會場「學習」。那時的他們,每一次去招標,收獲的都是「禮貌但又無奈」的拒絕。
「我們的年輕人很拼,一次又一次失敗,一次又一次鼓起勇氣從頭再來。」初紹偉說,大家那時畫的圖紙數以千計,直到2008年巴拿馬運河拓寬,年輕人的機會來了。
設計團隊把船的寬度從42.8米擴充套件到了48.2米,並創新性地把居住艙和煙囪分成了「兩島」布置。這樣的做法,使得七〇八所的設計指標要遠高於同類船型。這5.4米的拓展,看似簡單,實際上牽一發動全身。
整個船舶結構、電路、載貨量、動力等方面的參數,都要隨之進行改變,此前,沒有哪家設計公司敢作如此重大的改變。兩年後的2010年,憑借這一大膽設計,七〇八所實作了中國超大型貨櫃船設計從0到1的突破。
初紹偉告訴記者,直到今天,超大型貨櫃船這支不斷補充新鮮血液的青年研發團隊仍在挑戰全球最前沿的設計。他們先是在2015年敏銳察覺到不少港口開始對高排放超大型船下達「禁停令」,果斷開啟用LNG替代傳統柴油的驗證及研究;又在近期啟動了LNG移動加註站的研發及驗證。
除LNG外,他們還開始進行氫能源儲能船的研究。「時代在變,使用者需求也在變,我們要有更加前瞻的眼光,提前布局好下一代船型的研究和儲備。」初紹偉說。
國家缺啥就研究啥,實作「國輪國造」
記者註意到,今年以來,中國船舶集團加快培育發展新質生產力,交出了一份亮眼的「成績單」。該集團交付了新一代破冰調查船「極地」號、多艘第五代17.4萬立方米LNG運輸船、93000立方米超大型液化氣運輸船(VLGC)等一批大國重器;簽署了創造單筆新船訂單金額最高紀錄的18艘全球最大27.1萬立方米LNG船訂單等一批「雙高」綠色船型;「愛達·魔都號」自2024年1月1日首航以來,已成功營運54個航次,服務超過22萬國內外賓客;在全球範圍內首次完成「二氧化碳捕集-液化儲存-卸岸-轉運-再利用」的船用碳捕集技術全流程生態閉環等。
708所所長盧霖接受記者采訪。中青報·中青網記者 王燁捷/攝
在七〇八所的年輕人眼中,「國家缺啥就研究啥」,這是他們不斷傳承、創新的動力。
當前,中國發電量中的11%來自風電,風電中又有一成左右來自海上風電。來自全球風能理事會的數據顯示,2020年全球對海上風電的投資首次超過了對於海上油氣的投資。其中,以中國為主的亞太區域增長速度是最快的,其次是歐洲和北美地區。成千上萬台「大風車」佇立在海平面上,對施工的要求越來越高。
七〇八所青年研究員程維傑跟著全國船舶設計大師、七〇八所首席專家費龍研發海上風電安裝平台。如今,程維傑擔任總設計師的2000噸自升自航式一體化海上風電安裝平台「白鶴灘號」已經於2022年9月命名交付。而另一艘5000噸級海上自航起重船「鐵建起01」也將在2024年底前交付。
「過去是風電機組發展得比風電安裝器材快,現在第四代平台達到‘天花板’水平了。我們的施工裝備總算走到了世界前沿。」程維傑所說的「第四代平台」就是「白鶴灘」號。它是中國第一艘自主研發設計、具有完全自主知識產權的自航自升式風電安裝平台,能滿足深遠海風電場及大兆瓦海上風機安裝要求。
此外,費龍帶領的團隊還把海上起重船、布纜船、運維船全都設計了個遍。到2024年底,七〇八所設計交付的新一代海上風電施工裝備每年可為中國海上風電安裝市場提供約1000台海上風機的安裝能力。
「這些裝備,包括‘造島神器’天鯤號絞吸挖泥船等,靠買是買不來的。只能靠一代又一代青年船舶人持續傳承、創新,實作‘國輪國造’是我們最終的出路。」費龍說。
來源:中國青年報客戶端