文/石龍水 黃少康

自航絞吸船橋架布置方案

“走近船身的人，無(wú)不為這艘鋼鐵‘巨艦’的雄偉而感到震撼！真不愧是國(guó)之重器！”11月3日，在響徹天際的汽笛聲中，亞洲最大、中國(guó)首艘重型自航絞吸船“天鯤號(hào)”緩緩駛出江蘇啟東船塢，迎來(lái)了下水的重要時(shí)刻。人們抬頭仰望著這艘在滔滔長(zhǎng)江上巋然屹立的“巨無(wú)霸”，那高聳的船身與江天交相輝映，不禁發(fā)出一陣陣由衷的贊嘆。

自主研發(fā)首制船

當(dāng)人們翻開(kāi)“天鯤號(hào)”的設(shè)計(jì)研發(fā)長(zhǎng)卷，首先映入眼簾的是一項(xiàng)驚人的對(duì)比數(shù)據(jù)：假如一個(gè)壯漢用肩膀運(yùn)沙到500米外的話，一天能運(yùn)1立方米，運(yùn)到15公里外，至少需要30天，那么“天鯤號(hào)”1小時(shí)從20米深水里取沙運(yùn)到15公里之外的數(shù)量，至少需要該壯漢持續(xù)工作18萬(wàn)天。

事實(shí)上，細(xì)數(shù)“天鯤號(hào)”的技術(shù)性能，無(wú)不融合著世界最先進(jìn)的科技成果：適應(yīng)惡劣海況的能力全球最強(qiáng)，輸送系統(tǒng)能力世界第一，挖掘能力亞洲第一，國(guó)內(nèi)首艘從設(shè)計(jì)到制造擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、首艘采用全電力驅(qū)動(dòng)型式的重型自航絞吸船……2011年至2015年的五年間，“天鯤號(hào)”的研發(fā)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，矢志打造“亞洲旗艦、國(guó)之重器”，為開(kāi)啟中國(guó)疏浚裝備國(guó)產(chǎn)化的新時(shí)代付出了艱苦努力。

難以想象的是，2003年以前，大型絞吸船的整船設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)還主要集中在歐洲，中國(guó)人在這方面幾乎沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)?！爱?dāng)時(shí)，國(guó)際疏浚市場(chǎng)長(zhǎng)期被歐洲疏浚強(qiáng)企壟斷，他們?yōu)楂@取高額利潤(rùn)，對(duì)中國(guó)企業(yè)實(shí)施技術(shù)封鎖，僅向我國(guó)出口二流甚至三流水平的整船和成套設(shè)備?！敝薪皇杩Ｌ旌骄挚偣こ處燁櫭鹘忉屨f(shuō)。

對(duì)進(jìn)口船舶的長(zhǎng)期依賴，直接導(dǎo)致了我國(guó)疏浚裝備研發(fā)制造領(lǐng)域技術(shù)人員匱乏、技術(shù)資料緊缺、技術(shù)積累薄弱，嚴(yán)重限制了我國(guó)疏浚業(yè)整體發(fā)展?；仡櫶旌骄滞苿?dòng)疏浚裝備國(guó)產(chǎn)化發(fā)展的艱辛歷史，顧明動(dòng)情地說(shuō)：“能夠自主設(shè)計(jì)建造大型疏浚裝備是我國(guó)由疏浚大國(guó)走向疏浚強(qiáng)國(guó)的必經(jīng)之路。作為擁有120年歷史的中國(guó)疏浚企業(yè)，早日實(shí)現(xiàn)疏浚裝備國(guó)產(chǎn)化是幾代中交疏浚人的夙愿?！?/p>

憑借“十一五”“十二五”期間自主設(shè)計(jì)建造30余艘各種類型挖泥船的成功經(jīng)驗(yàn)，2011年10月，由天航局牽頭組織，聯(lián)合中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)第708研究所、上海交通大學(xué)、廣州文沖船廠、招商局等單位聯(lián)合申報(bào)的“5000千瓦絞刀功率絞吸式疏浚船關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目通過(guò)國(guó)家工信部和財(cái)政部重點(diǎn)課題立項(xiàng)，打響了我國(guó)自主研發(fā)首艘重型絞吸挖泥船的攻堅(jiān)戰(zhàn)。

“剛立項(xiàng)時(shí)，我心里其實(shí)是打了問(wèn)號(hào)的?！被叵肫鹱畛踔盅邪l(fā)時(shí)的艱難，“天鯤號(hào)”總設(shè)計(jì)師、中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)第708研究所副總工程師費(fèi)龍心里充滿了感慨，“我從事疏浚船舶設(shè)計(jì)研發(fā)已經(jīng)30年，深知首制船在技術(shù)研發(fā)上存在很大的挑戰(zhàn)，但正是天航局敢于自主創(chuàng)新的勇氣給了我充足的信心?！?/p>

立項(xiàng)后，天航局聯(lián)合參研單位，組織200多名專業(yè)人員組成強(qiáng)大的設(shè)計(jì)研發(fā)隊(duì)伍，并按照船體、輪機(jī)和電氣等不同系統(tǒng)，細(xì)分了11項(xiàng)子課題進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)。其中，被人們形象地比作“定海神針”的鋼樁是攻關(guān)重點(diǎn)——在惡劣海況條件下作業(yè)，鋼樁定位系統(tǒng)的優(yōu)劣事關(guān)絞吸船及其作業(yè)人員的生死存亡。研發(fā)之初，研發(fā)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃為“天鯤號(hào)”配置柔性鋼樁，但受制于關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，他們耗費(fèi)了整整一年時(shí)間來(lái)吃透柔性鋼樁的技術(shù)要領(lǐng)。同時(shí)，考慮到船體結(jié)構(gòu)較“天鯨號(hào)”出現(xiàn)了重大改變，傳統(tǒng)的三纜定位系統(tǒng)技術(shù)在“天鯤號(hào)”的設(shè)計(jì)中難以適用，研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三個(gè)月反復(fù)論證，創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了三纜定位系統(tǒng)的合理布設(shè)，并結(jié)合柔性鋼樁系統(tǒng)，使“天鯤號(hào)”成功擁有了全球最強(qiáng)的惡劣海況適應(yīng)能力。此外，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將疏浚三維土質(zhì)建模與顯示、實(shí)時(shí)潮位推算、能效管理、大數(shù)據(jù)分析和智能自動(dòng)挖泥控制等前沿技術(shù)融入“天鯤號(hào)”，實(shí)現(xiàn)了絞吸船自動(dòng)化技術(shù)的升級(jí)換代，形成了國(guó)際領(lǐng)先的新型自航絞吸挖泥船智能集成控制系統(tǒng)。

攻難克險(xiǎn)鑄重器

“天鯤號(hào)”設(shè)計(jì)方案研制完成后，建造工作緊接著提上日程。在國(guó)內(nèi)，工程船舶的建造周期通常是一年，監(jiān)造配員人數(shù)一般為8至9人，而“天鯤號(hào)”的建造周期已遠(yuǎn)超一年，配員人數(shù)則達(dá)到了16人。為了造好這艘首制船，監(jiān)造組每天迎著日出趕到船廠，離開(kāi)時(shí)常常已是深夜。天航局技術(shù)中心副主任丁樹(shù)友說(shuō)：“‘天鯤號(hào)’核心裝備的建造難度不亞于國(guó)產(chǎn)航母！”

“的確，在‘天鯤號(hào)’之前，國(guó)內(nèi)根本沒(méi)有此類船舶的建造記錄?！必?fù)責(zé)船體監(jiān)造的孔凡震是最早進(jìn)入監(jiān)造組的一位成員，他對(duì)建造的難點(diǎn)印象深刻——從初步設(shè)計(jì)到技術(shù)規(guī)格書制定，再到生產(chǎn)設(shè)計(jì)，整個(gè)過(guò)程的每一步都充滿艱辛，同時(shí)，橋架雙耳軸設(shè)計(jì)、油缸可傾倒設(shè)計(jì)、全電驅(qū)設(shè)計(jì)、柔性臺(tái)車系統(tǒng)等一系列的科技創(chuàng)新，也對(duì)船舶建造提出了更高更精密的要求。

“最難的是建造過(guò)程無(wú)法在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行模擬，只能在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中步步推進(jìn)?！笨追舱鸹貞浾f(shuō)，為了統(tǒng)籌建造過(guò)程，監(jiān)造組細(xì)分為船體監(jiān)造組、輪機(jī)監(jiān)造組和電氣監(jiān)造組，各組互相密切配合?！坝幸淮?，設(shè)計(jì)中橋架耳軸的材料，我們尋遍了國(guó)內(nèi)各大供應(yīng)商，最終都沒(méi)能找到。如果按設(shè)計(jì)所需的材料繼續(xù)找，肯定影響工期，導(dǎo)致船舶其他分段不能按期交工，我們馬上聯(lián)合設(shè)計(jì)單位和船廠召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)，經(jīng)過(guò)了三天三夜的分析論證，才終于確定了可行的替代材料?！?/p>

我國(guó)自主研制的重型自航絞吸船“天鯤號(hào)”

此外，經(jīng)過(guò)監(jiān)造組的努力，“天鯤號(hào)”還擁有了多項(xiàng)無(wú)與倫比的高超“技能” 。建造過(guò)程中，監(jiān)造組發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)的絞刀電機(jī)一旦達(dá)到最大挖深，絞刀電機(jī)會(huì)處于大幅度傾斜角，無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)甚至嚴(yán)重?fù)p壞造價(jià)昂貴的絞刀，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，監(jiān)造組以加裝止推軸承的方式對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了“天鯤號(hào)”的挖掘深度亞洲第一、世界領(lǐng)先。

“‘天鯨號(hào)’具備的優(yōu)點(diǎn)，‘天鯤號(hào)’都具備，‘天鯨號(hào)’的不足，‘天鯤號(hào)’都進(jìn)行了改進(jìn)?！鳖櫭鞲爬ㄕf(shuō)。比如，“天鯨號(hào)”的倒立樁需要3天時(shí)間，而經(jīng)過(guò)改進(jìn)的“天鯤號(hào)”將倒立樁縮短到了3個(gè)小時(shí)；又如，參考“天鯨號(hào)”在施工中遭遇了不同材質(zhì)巖石的前車之鑒，“天鯤號(hào)”配置了通用、粘土、挖巖和重型挖巖等4種類型的絞刀，極大地提升了該船適應(yīng)不同工況的能力?！熬拖癫煌穆肪驮撻_(kāi)不同的車，我們得改變‘一刀走天下’的老路子。”

“以前我們不知道什么是‘白加黑’‘5 +2’，在‘天鯤號(hào)’的設(shè)計(jì)研發(fā)階段乃至與天航局的十多年合作中，我們708所也得到了很大的磨礪。看到中國(guó)疏浚裝備在我們這一代人的共同接力下向世界前列邁進(jìn)，真的感到非常欣慰?！薄疤祧H號(hào)”下水當(dāng)天，費(fèi)龍激動(dòng)地說(shuō)道。

如今，盡管寒冷的海風(fēng)在船廠里一陣陣肆虐，船塢內(nèi)依然燈火通明。為了早日建成這艘大船，監(jiān)造組正加緊奔走忙碌的腳步。那堅(jiān)實(shí)有力的步伐和著各種作業(yè)機(jī)械的聲音，交織成激昂的進(jìn)行曲——十年前，中國(guó)連每小時(shí)疏浚2000立方米的挖泥船都要從國(guó)外引進(jìn)，如今卻已能自主研發(fā)建造每小時(shí)疏浚能力達(dá)6000立方米的“天鯤號(hào)”，沿著疏浚裝備國(guó)產(chǎn)化這一康莊大道，中交疏浚人正奮力前行。