突破国外技术封锁,一个博士研发团队与一条铠装缆的7年较量
身为中国海洋大学博士的王雷,几乎每天早上8:30会准时出现在青岛蓝谷的实验室里。1月13日早上的他,也不例外。进实验室后的他打开了电脑,对新的研发项目进行数据、材料的反复实验和论证,之后的他又走进了材料的合成与生产车间。而此时,车间中的工人正对王雷研发的一条市场售价高达10万余元的铠装缆,进行边料的剪切。
铠装缆是连接海哨SV3波浪滑翔机浮体船和牵引机之间一条7米长的“缆绳”,殊不知这条“缆绳”的研发,王雷等博士团队用了整整6年历经上百次海试,才将半月长的寿命提高到半年长,突破壁垒打破国外技术垄断。
王雷手持科技加身的铠装缆,打破国外技术垄断
“海哨”机,青岛近海发现鲸
“这条铠装缆刚从生产线下线。”在生产车间,王雷博士告诉半岛全媒体记者,7米长的铠装缆,是“海哨SV3波浪滑翔机”上的一条重要的缆绳。
王雷所说的“海哨SV3波浪滑翔机”,正是我国自行研发的第三代波浪滑翔机,而“海哨”这一商标也是身为中国海洋大学教授、博士生导师的孙秀军,于2021年10月7日注册经国家知识产权局批准并使用的。
底部挂有铠装缆的海哨波浪滑翔机进行海试
“‘海哨’这个商标使用期至2031年10月。”海舟科技研发团队负责人周莹告诉半岛全媒体记者。
由青岛海舟科技有限公司博士团队研发的“海哨波浪滑翔机”,越来越广泛应用于各种领域。
青岛近海海域早前发现的鲸类影像和声学信息,就是被布放在青岛海域的海哨波浪滑翔机发现的。
铠装缆(船体下的长绳)从早期的半月寿命实现半年寿命
尤其第三代海哨波浪滑翔机,其应用范围越来越广,能量越来越大。2024年,波浪滑翔机被我国某海洋研究所利用,前往了南海采集台风数据。2024年9月,2台波浪滑翔器前往太平洋,进行海底磁场变化的观测与数据采集。
2024年7月,国家某气象水文研究所利用青岛造的海哨波浪滑翔器的“扫海”能力,对海上气象水文数据进行采集,以研究水文、气象的实时变化规律。
底部挂有铠装缆的海哨波浪滑翔机进行海试
历经错误的常规思维
体长3米余的波浪滑翔机赋能我国科研院所,在大海上为波浪滑翔浮体船提供动能的是海平面以下的牵引机,而连接浮体船与牵引机的就是这条仅有7米的“铠装缆”。
“可以说,没有‘铠装缆’,就不能实现波浪滑翔机的前行动能。”周莹说,“没有动能,也就意味着海上所有的数据采集与实验,将会中断或半途而废。”
早在海哨波浪滑翔机试验初期,其铠装缆重达10公斤。当时的王雷等试验人员认为,铠装缆越粗、金属越多,抵抗风浪提供动能的能力以及耐磨性将会越强。但试验的结果显示,按照他及试验人员的常规思维,这些连接浮体船与牵引机的笨重铠装缆,在海洋中运行半个月时间就会损毁。
“铠装缆损毁,意味着茫茫大海上的数据采集浮体船无能返回甚至失踪。”周莹说,“在平台与牵引机越来越智能化的情况下,突破铠装缆使用寿命至关重要。”
1994年出生的王雷博士以及团队其他成员,接过了这一重要使命。
历经多次海试失败后,王雷觉得“越粗、金属越多”思维是错误的,长7米、重达10公斤的铠装缆需要一种当时还未出现的韧性材料,来实现波浪滑翔机长期在海气界面下的运动动能。
王雷说,铠装缆将水面浮体船的随波起伏运动传递到水下牵引机,实现波浪能到动能转换的同时,通过铠装缆的内部线缆,为浮体船和牵引机建立了电源和信号通道,动力和电信传递都应进行。
“0”到“1”,突破国外封锁
2017年始,这项重要的试验创造,在王雷的实验室和海舟科技的车间中开始。
从“0”到“1”,他需要在诸多的材料中寻找这种材料。每天,他将自己关在实验室里,在多种材料中寻找最适合的材料,并将各种材料组合试验。
2022年,也就是这项实验进行5年之后,一种耐弯折、满足多线芯使用需求,减小弯曲半径,提高疲劳寿命,适应高频次横摇和纵摇的铠装缆成型了。
成型之后的铠装缆仅重3.5公斤,与之前笨重的铠装缆相比整整瘦身6.5公斤。
新型铠装缆,在海洋中能持续运行多久?之后,铠装缆被装到海哨波浪滑翔机上,先在青岛近海进行了布放。
“在青岛近海的试验结果显示,其已经具备了优越的耐性和电源、信号能力。”王雷说,在此基础上,他们又将滑翔机送到我国南海、太平洋、印度洋等海域进行试验,并在试验中不断改观、更新。
2024年,这种前后历经多年攻关、上百次布放大海试验的铠装缆定型,并被运用到波浪滑翔机上用于全球大洋科考,从早期“半月寿命”实现了不间断运行的“半年寿命”。
“突破壁垒打破了国外技术封锁。”王雷说,“这条长7米的铠装缆如今售价高达10万余元。”
(半岛全媒体记者 王永端)