又要为大量精密测试设备供电

2025-12-06 11:12:11来源:分类:历史长河

近日  ,深远我国首艘深远海绿色智能技术试验船“未来”号  ,海上结束为期16天的移动实特装设备实海试验及深远海科考试验后  ,抵达上海。验室这是深远自今年7月交付以来  ,“未来”号开展的海上首次深远海试验。

  历时6年科研攻关和设计制造的移动实“未来”号,是验室一座集中试、科研、深远保障于一体的海上“移动的海上实验室”。中国船舶集团有限公司七〇二所所长、移动实深海技术科学太湖实验室执行主任 、验室“未来”号建设项目总指挥叶聪细数其全能性 :“它既能开展新型绿色智能技术试验,深远又可提供深海装备应用与试验支持,海上还能助力科学家开展深远海洋调查。移动实”

  6年来  ,深海技术科学太湖实验室及其连云港中心 ,联合中船集团旗下十余家单位集智攻关,突破动力系统 、科考支撑系统 、动态测试系统中的多项关键核心技术,为我国海洋科技自主创新注入强劲动力 。

  “‘未来’号将努力打通船海装备技术从科研成果到产业应用的梗阻,为我国船舶工业和深海科技高质量发展构筑新支点。”叶聪说。

  稳定输出的绿色“心脏”

  “‘未来’号开展多项作业的同时 ,又要为大量精密测试设备供电 ,因此,它的‘心脏’必须强劲可靠、绿色智能。”深海技术科学太湖实验室连云港中心主任张海华表示 。

  “未来”号配备4台主柴油发电机 、6台推进器 ,动力十足 。“但挑战在于 ,海上定位作业时所需动力较小 。若动力系统全开,油耗会很大,既不经济也不环保。”中船集团七一一所动装部系统集成副主任 、“未来”号动力系统现场负责人周瑜介绍,为让“未来”号能根据作业需求“量力而行”,团队采用多相整流和变速发电技术 ,试图使电流输出更稳定  ,让发动机根据用电需求调节转速和输出功率。

  然而,这些技术在最初的系泊试验中,给了团队一记重挫:4台发电机并车时出现功率振荡 ,导致发电不稳定。

  “当时,我们几乎访遍船舶电力系统技术专家 ,却始终找不到解决方法 。”周瑜犹记得那时的紧张与焦虑 :距离船舶交付仅剩三四个月 。

  那段时间 ,船厂码头的集装箱成了会议室 。每天清晨 ,大家围坐在集装箱里制定试验方案,随后钻进在建船舱,在刺耳的噪声中,蹲在仪器前进行测试。晚上七八点钟 ,大家再回到集装箱里复盘 ,梳理线索。

  就这样 ,大家反复调整参数  ,历经上百次并车试验和多轮技术评审论证,终于找到症结所在 。

  “问题在于动力系统设备的性能不匹配。我们迅速优化核心零部件和参数 ,更换发电机电缆,重新布置滤波器和冷却管路 ,并测试电力系统性能 。”周瑜和同事们在一个个不眠之夜中“闯关”,最终迎来曙光。

  今年4月,动力电力系统重新进行系泊试验 。随着发电机组并车功率稳步上升并最终稳定在额定负荷 ,集控室里响起了热烈的欢呼和掌声。

  周瑜给记者算了一笔账:“依靠这套技术,发电机每年可节油456吨,减少碳排放约1420吨  ,这相当于560辆小汽车一年的排放量。”

  无惧风浪的“水下电梯”

  在“未来”号中央,有一个下挖的“水池”贯穿甲板、直通海洋,名曰月池。

  “未来会有更多像‘蛟龙’号 、‘奋斗者’号这样的潜器。”叶聪表示,潜器入海需要作业平台支撑 ,“未来”号的一大使命就是为深海装备作业提供保障。

  月池便是深海装备入海的重要“门户” 。“深海装备通过月池布放到海洋里作业 ,能减少大风大浪等恶劣海况的影响。科研人员操作装备进行水下观测 、采样和特种作业也会更高效 。”“未来”号监造组组长刘杨告诉记者 。

  月池虽打造了一片“舒适区”,但挑战在于如何让潜器通过它平稳入海 。最初,6家单位的二三十位科研人员集中研讨 ,却始终没有商量出理想方案。

  经过十几轮讨论  ,有人提出大胆想法:能不能把潜器固定在作业舱里 ,从月池前盖板上铺设轨道 ,连接作业舱的抱紧装置,让潜器像坐电梯一样,沿着轨道直达船底 ?

  这个主意让大家眼前一亮,但能否落地,还需精密验证 。团队立即设计图纸,并进行数据建模和预演 。方案初步通过后 ,很快又遇到难题:“轨道和抱紧装置的结构强度 ,是按承载最大体积、重量的深海装备设计的,而有些深海装备重心偏离作业舱中心,这给轨道和船体结构带来安全隐患 。”刘杨说 。

  此后三四个月,团队在不增重的前提下 ,不断改进月池提升系统  、盖板、轨道和抱紧装置方案,加固月池结构 ,为其“强筋健骨” 。

  作业舱要沿相向的两条轨道下滑,轨道需平行、顺直 。“我们不断论证 、测试,后来决定在月池舱壁和轨道之间加不锈钢垫板,并每隔500毫米用一道焊缝固定 。”中船澄西船舶修造有限公司正高级工程师魏崇华说。

  施工团队反复打磨工艺  ,最终将两根轨道的平直精度误差控制在1毫米内 ,让作业舱能顺畅无阻地直通海底。

  智能装备的“全真考场”

  作为中试验证平台 ,“未来”号将“考场”设在了深海。大大小小的设备、器件和系统 ,只有经受住“深海考场”风浪的考验 ,才能“上岗”。

  “我们在船上设置了8000多个数据采集点,以监测设备状态、感知周边环境变化 。”“未来”号动态测试系统研发工程师姚凤翔和团队在为全船布下这些“耳目”的同时 ,挑战也随之而来 :如何为不同厂家 、不同功能的智能设备与系统,建立一套科学、合理且高效的实船测试验证方法 ?

  “我们一边梳理国际标准化组织  、国际电工委员会制定的技术规范以及各大船级社的要求 ,一边与设备厂商及研制单位逐一明确各类智能设备的功能边界、性能指标和测试需求  ,随后制定测试方案,建立评价指标体系。”姚凤翔说。

  在这一过程中,他们遇到不少困难 。“如何高效采集被测设备 、系统的运行数据是核心挑战 ,而自主航行系统的实时决策日志、智能操舵系统的操控指令、导航雷达的目标信息等数据,数据流格式不同 、频率不一 ,传统数据采集方法根本无法应对 。”姚凤翔回忆,团队在船厂待了四五个月 ,一边调试设备 ,一边提高数据采集和分析效率 。

  “经过反复调研和论证,我们开发了分布式智能数据采集架构 ,实现了多源异构数据的实时同步采集 。”姚凤翔解释道 ,他们还为每个任务打上“时间标签”——通过时间搜索,就能定位到每个任务关联的设备数据信息 。

  目前,动态测试系统可实现全船数据的采集 、存储、计算、管理和应用,以及船岸数据的互联互通,可以对多种智能设备与系统进行测试验证与分析评估 。

  “下一步,‘未来’号将继续开展智能中速机、智能操舵装置  、导航雷达等被测设备系统的中试 ,并为相关产品迭代升级提供数据支撑 ,助力船舶行业智能化升级和绿色化发展。”张海华说。

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