中国潜艇破解大深度航行难题生存能力大幅提升

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中国海军改进型宋级潜艇出水瞬间

2007年10月31日下午15时,北京钓鱼台国宾馆。何梁何利基金本年度颁奖大会隆重举行。来自海军装备研究院某研究所研究员、博士生导师马骋,健步上台领取青年创新奖。站在领奖台上,此时此刻,他的脑海中涌动的,不是收获的喜悦,而是一幕幕创新开拓的曲折与艰辛……


机会垂青了“抠门人”


创业维艰。


马骋的创新之路并非一帆风顺,特别是起步阶段,时值一个特殊时期,科研课题比较少,科研经费十分紧张。在出差做试验过程中,他从来不坐飞机,乘火车都是坐硬座,住宿往往挤通铺。在试验场,如果试验时间稍长,他还会找来锅碗瓢盆,自己做饭吃,以便省下几个钱来。但正是这样的“抠门”,让他有了个大发明。


事情还得从一次调研说起。1990年初,马骋到舰艇部队调研时发现,现役舰艇普遍存在主机功率不足、航速达不到设计指标的问题,常常导致主机故障甚至损坏。官兵们对此苦恼不已。有一位艇长拉着他的手说:“你要是能把这个问题解决了,我带领全艇官兵列队向你鸣笛致敬!”


回来后,他向单位领导上交了厚厚一份调研报告,并申请立项。此后,他多次到该型舰艇进行深入细致的调研,对主机设备进行了大量的技术分析,认定造成主机功率贮备不足问题的主要原因是主机与推进器某装置系统不匹配引起的,可以通过改进该装置来提高主机的功率。


技术上要创新,首先在理论上要有突破。通过查阅大量的相关资料和几十万字的笔记,他判断造成能量损失的症结可能是该装置高速旋转时产生的强大涡流。


有了理论依据,马骋马不停蹄地赶到上海交通大学,进行实验论证。通过实验发现,该装置传统的流线型在高速运转时,容易在推进器根附近产生旋转中心,从而诱发大量空泡,导致能量损失。实验证实理论推断是正确的。兴奋之余,他坚信给该装置“动手术”一定有“油水”可捞。


但是,他带领课题组先后设计出多种改进型的装置,进行了数十次的试验,成效仍然不大。由于当时科研经费相当紧张,在做一次常规测速试验时,他没有舍得另外加工一个成品模型,而是将就着使用了一个以前加工时留下的次品模型。机会总是垂青那些有准备的人。试验开始后,他手里拿着的记录表格不小心掉到了水筒的测试设备上,紧接着朝水筒里看,奇迹出现了:咦!让大家寝食不安的气泡怎么不见了?他使劲揉了揉眼睛,装置模型仍在高速旋转,而尾部只有少量的气泡。“停车!”他边喊边放水卸下了测试观察盖,拆下模型一看,原来是一个非流线型的次品模型。


意外的收获让马骋惊喜万分,很快又做了一个类似的非流线型的装置进行试验,结果不但气泡消失了,而且新装置的效率要比传统装置的效率高出许多。


他又从实验结果回到理论上去思考这一看似不合常理的问题:为什么传统流线型的装置会产生损失能量的气泡?而非流线型的装置却不会产生气泡?


为了从理论上也得到充分的答案,他查阅了流体力学的大量资料,多次回到母校请教导师。经反复对比分析和从高原煮饭煮不熟等原理进行类比分析,最终确认传统的流线型装置在水中高速旋转时,产生了极低压区,附近的水在常温下也就汽化了,形成了我们看见的气泡,不但损失了能量,而且产生了噪声。而非流线型装置恰巧破坏了旋转中心的形成条件,削弱了低压区,水产生不了气泡。


课题组的同志逗乐他:“你这次的抠门可真是用到了点子上!”此后,经实船测试,结果令人欣喜。改装前与改装后相比,航速提高了,油耗降低了,节能效果达到6.0%—11.0%,解决了主机功率不足、航速达不到设计指标的问题。而资料表明,国外同类装置节能改装后,节能效果只达到2.0%—8.4%。


小发明产生了大效益。有人算了一笔账:我国目前拥有各类运输船舶30余万艘,年消耗燃油逾千万吨,若全部装上这种新型装置,每年可节省燃油数十万吨,价值逾亿元。而当时,这项试验的启动经费只有区区3万元。该成果1995年获得了军队进步一等奖,并位列于全军科技进步一等奖的榜首,同年获得国家发明专利;1997年获得国家技术发明二等奖。


捅破经典这层“窗户纸”


创新,是科研的生命所系,只有起点,永无终点。要赶超世界军事强国的先进水平,自主创新是唯一的出路。


科研创新,既要尊重传统的学说流派,更要尊重事物本质的客观规律。


在能源日益匮乏的当今世界,节能减排技术是国际性热点和难点,也是多少代科研人员不懈追求破解的难关。船舶节能技术,国外已经发展多年,多项领域已成经典学说。而我国这项技术才刚刚起步。


从1996年起,马骋就盯上这块硬骨头啃上了。从此,他没有白天黑夜之分,人像着了魔,一边钻研,一边学习。学然后知不足。现代科技的发展,交叉融合是大势所趋。他不断用知识提升自己。继攻读华中科技大学计算机应用专业硕士学位后,又继续攻读哈尔滨工程大学船舶推进流体力学专业的博士学位。


很多人都很注意学习和尊重经典。什么叫经典?经典就是不经证明而人们常常引用的知识。一个人不可不懂经典,但是过分迷信经典的人,就会错过一些重大发现的机会!



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