關(guān)鍵核心技術(shù)裝備自主可控,對(duì)中國(guó)船舶工業(yè)做大做強(qiáng)具有重要意義,堅(jiān)持面向艦船線譜振動(dòng)噪聲快速預(yù)報(bào)評(píng)估世界前沿技術(shù)、面向艦船減振降噪國(guó)防重大需求,攻克“卡脖子”難題是我前進(jìn)的動(dòng)力。
“海上一箭打五星!吉林一號(hào)高分系列衛(wèi)星發(fā)射成功!”這是我進(jìn)入艦船結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲科研領(lǐng)域的第四年,火箭順利升空是對(duì)我提出的振動(dòng)噪聲快速預(yù)報(bào)評(píng)估方法滿足實(shí)船應(yīng)用需求的驗(yàn)證,讓這一凝聚了團(tuán)隊(duì)兩代人數(shù)年心血研發(fā)的振動(dòng)噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng),再次在海上火箭發(fā)射領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用,我們終于實(shí)現(xiàn)了核心關(guān)鍵技術(shù)100%自主可控。
高聰參與國(guó)內(nèi)首次海上火箭發(fā)射實(shí)船測(cè)試
從小在海濱城市長(zhǎng)大的我,對(duì)祖國(guó)的深藍(lán)海域充滿了無(wú)限的向往,“海軍夢(mèng),強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”像一顆種子深深地埋藏在我心底,逐漸萌芽、生根。我于2018年加入哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院“船海結(jié)構(gòu)物安全與舒適性”團(tuán)隊(duì),成為一名博士研究生,主攻艦船結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲預(yù)報(bào)與評(píng)估基礎(chǔ)研究。
導(dǎo)師告訴我,我國(guó)船舶行業(yè)中大量核心軟硬件來(lái)源于歐美,國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵裝備底層缺少核心技術(shù),發(fā)展國(guó)產(chǎn)自主可控核心技術(shù)裝備重要而緊迫。一次跟隨導(dǎo)師去海軍某基地進(jìn)行實(shí)船測(cè)試任務(wù),一進(jìn)入基地,我便看到基地橫幅上醒目的標(biāo)語(yǔ):“潛艇越安靜,作戰(zhàn)能力就越強(qiáng)”。在采集設(shè)備振動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)時(shí),我真實(shí)感受到了船上機(jī)械設(shè)備的轟鳴聲,技術(shù)人員告訴我,船舶減振降噪設(shè)計(jì)對(duì)于保障潛艇的隱蔽性、提升作戰(zhàn)性能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,而我國(guó)艦船減振降噪設(shè)計(jì)水平還有待提升。
高聰(左一)參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議
高聰(右一)做結(jié)構(gòu)水下輻射噪聲試驗(yàn)
面對(duì)船舶減振降噪設(shè)計(jì)“卡脖子”技術(shù)難題,前期我走了不少?gòu)澛贰R胩岢龃罢駝?dòng)噪聲快速預(yù)報(bào)方法,就要找到其理論基礎(chǔ),在不確定該理論能否支撐船舶振動(dòng)噪聲快速預(yù)報(bào)時(shí),我需要做無(wú)數(shù)次的迭代和公式推導(dǎo)。我常常把自己關(guān)在實(shí)驗(yàn)室做研究,一住就是幾個(gè)月??吹綀F(tuán)隊(duì)師兄們的一項(xiàng)項(xiàng)科研成果落地,我也曾動(dòng)搖,猶豫是否還要在自己的方向上繼續(xù)下去。導(dǎo)師告誡我科研創(chuàng)新不要急功近利,要坐得住冷板凳。
我一次次靜下心來(lái),告訴自己,最難的時(shí)刻就是最接近成功的時(shí)刻。我一點(diǎn)點(diǎn)匯總問(wèn)題,辦公桌上的演算紙?jiān)睫礁?,?dāng)摞起半人高時(shí),我終于看到了曙光。我發(fā)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的工具——紐馬克β法,經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證,我創(chuàng)新性地引入了時(shí)域波動(dòng)分析法,在國(guó)際上首次提出了設(shè)計(jì)階段船舶結(jié)構(gòu)線譜振動(dòng)噪聲快速評(píng)估方法。與傳統(tǒng)數(shù)值方法相比,這一方法在保證計(jì)算精度的前提下,從“小時(shí)級(jí)”縮減為“分鐘級(jí)”,顯著提升了求解效率,初步解決了船舶結(jié)構(gòu)線譜振動(dòng)噪聲分析這一“卡脖子”難題,為船舶減振降噪設(shè)計(jì)提供了有力的技術(shù)支撐。
為了讓基礎(chǔ)科學(xué)研究貼近工程實(shí)際,我經(jīng)常被委派至海軍某院參與國(guó)防科研項(xiàng)目攻關(guān),我也格外珍惜每一次參研機(jī)會(huì)。在進(jìn)行一項(xiàng)科研任務(wù)時(shí),一次錯(cuò)誤的參數(shù)輸入引起了我的注意——艦船結(jié)構(gòu)可能會(huì)因輸入的少許變化而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)相應(yīng)出現(xiàn)較大改變。后來(lái)在與導(dǎo)師探討的過(guò)程中,我終于發(fā)現(xiàn)這是由于出現(xiàn)了多種模態(tài)的耦合振動(dòng),使得結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)預(yù)報(bào)和控制變得異常困難。
高聰進(jìn)行科研項(xiàng)目技術(shù)匯報(bào)
高聰攜評(píng)估系統(tǒng)參加海事展
為了提升艦船作戰(zhàn)能力,針對(duì)傳統(tǒng)方法無(wú)法快速、高效分析結(jié)構(gòu)局部共振區(qū)域動(dòng)態(tài)特性這一問(wèn)題,我從結(jié)構(gòu)復(fù)雜多模態(tài)耦合振動(dòng)分析入手,遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一結(jié)構(gòu)到耦合結(jié)構(gòu)的研究思路,建立了結(jié)構(gòu)多模態(tài)振動(dòng)分析快速預(yù)報(bào)模型,實(shí)現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)、不同參數(shù)的高效分析,為采取動(dòng)力吸振方法控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)提供了有效支撐。
經(jīng)過(guò)一年多的攻關(guān)積累,我逐步掌握了艦船結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲預(yù)報(bào)及控制方法,并作為技術(shù)骨干在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下參與我國(guó)十余型水下裝備的振動(dòng)噪聲預(yù)報(bào)評(píng)估,這段經(jīng)歷成為我最寶貴的科研經(jīng)驗(yàn)。目前,該方法已廣泛應(yīng)用于我國(guó)海軍裝備設(shè)計(jì)、建造、維修階段振動(dòng)噪聲預(yù)報(bào)評(píng)估中,有力支撐了艦船裝備的論證決策。進(jìn)行項(xiàng)目匯報(bào)時(shí),機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)稱贊我,“真是做科研的一把好手”。
2020年8月初,我很榮幸地承擔(dān)了國(guó)內(nèi)首次海上火箭發(fā)射沖擊響應(yīng)數(shù)據(jù)采集任務(wù)。由于此前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有火箭發(fā)射實(shí)船測(cè)試的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于測(cè)點(diǎn)的布置一無(wú)所知。通常數(shù)據(jù)采集需要布置上百個(gè)測(cè)點(diǎn)才能滿足實(shí)船測(cè)試要求,而本次測(cè)試只能攜帶2臺(tái)測(cè)試系統(tǒng),最多只能布置48個(gè)測(cè)點(diǎn),這意味著需要排除50%以上的測(cè)點(diǎn)。我和隊(duì)友對(duì)火箭發(fā)射船沖擊響應(yīng)進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析,應(yīng)用所掌握的船舶振動(dòng)噪聲預(yù)報(bào)評(píng)估技術(shù),在這個(gè)長(zhǎng)達(dá)160米的“巨無(wú)霸”上經(jīng)過(guò)半個(gè)月的反復(fù)計(jì)算,終于排除了非必要測(cè)點(diǎn),找到了沖擊振動(dòng)相應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié),從而保障了后續(xù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的布置和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的順利采集。
2022年3月,團(tuán)隊(duì)再次接到協(xié)助完成海上火箭發(fā)射測(cè)試任務(wù),這次需要應(yīng)用到團(tuán)隊(duì)前期研發(fā)的振動(dòng)噪聲試驗(yàn)評(píng)估系統(tǒng)。有了第一次的實(shí)船測(cè)試經(jīng)驗(yàn),我針對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行程序化開(kāi)發(fā),搭建了基于聲振傳遞函數(shù)的振動(dòng)噪聲評(píng)估系統(tǒng)框架。經(jīng)過(guò)一輪輪的算法優(yōu)化、調(diào)試,升級(jí)后的振動(dòng)噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)評(píng)估軟件V2.0版,可在激勵(lì)載荷輸入后的2分鐘內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)的線譜振動(dòng)噪聲水平,這一成果也得到了專(zhuān)家學(xué)者的一致好評(píng)。
2022年4月30日,當(dāng)振動(dòng)噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)評(píng)估軟件V2.0版順利完成海上火箭發(fā)射數(shù)據(jù)采集任務(wù),我知道船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲快速預(yù)報(bào)評(píng)估技術(shù)已得實(shí)船試驗(yàn)驗(yàn)證?;鸺v飛的那一瞬間,我也向自己交出了圓滿的答卷。
在科研的道路上,我要堅(jiān)決落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記提出的“四個(gè)面向”戰(zhàn)略方針,繼續(xù)瞄準(zhǔn)艦船減振降噪“卡脖子”技術(shù)難題,爭(zhēng)做科技創(chuàng)新“排頭兵”,這是新一代船海人“為船、為海、為國(guó)防”的志向追求,也是一代代科研工作者不斷探索、不斷前進(jìn)的源動(dòng)力。
(編輯·李軍)