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一艘船，一個(gè)夢(mèng)想，幾代人。在全球最深的海域，中國科技人員正在努力打開地球內(nèi)部的神秘大門。

記者從上海市委宣傳部、市科技工作黨委、上海市科委近日共同主辦的“為國擔(dān)當(dāng)?勇當(dāng)尖兵”先進(jìn)事跡報(bào)告會(huì)上獲悉，目前全球最先進(jìn)的大洋鉆探船“夢(mèng)想”號(hào)的總設(shè)計(jì)師張海彬帶領(lǐng)中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇八研究所（以下簡稱中船七〇八所）研發(fā)團(tuán)隊(duì)，協(xié)同項(xiàng)目參研參建單位，歷時(shí)十年集智攻關(guān)，成功打造出具有我國完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深海探測(cè)利器。該成就成為我國建設(shè)海洋強(qiáng)國和科技強(qiáng)國進(jìn)程中取得的又一重大成果。

造“夢(mèng)”啟航，讓中國科學(xué)家不再“買票上船”

深海深淵，一度被認(rèn)為是海洋科考的“禁區(qū)”，但同時(shí)又是科學(xué)研究的“富礦”。“過去咱們國家的科學(xué)家，只能搭乘外國的船去研究，想上船，要先報(bào)方案，再繳納千萬美元的巨額會(huì)費(fèi)‘買船票’，打到的巖心還得放在別國的巖心庫，憋屈啊！”回顧過去，“夢(mèng)想”號(hào)副總設(shè)計(jì)師趙建亭坦言。

為打破這一被動(dòng)局面，2015年，中國地質(zhì)調(diào)查局啟動(dòng)了“夢(mèng)想”號(hào)大洋鉆探船的立項(xiàng)論證工作，中船七〇八所承擔(dān)該船的研發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)。彼時(shí)全世界只有美國的“決心”號(hào)和日本的“地球”號(hào)兩艘大洋鉆探船。

趙建亭介紹，美國的“決心”號(hào)噸位約為1萬總噸，船型和設(shè)備老舊，最大鉆深9150米，僅有一種鉆探模式。日本的“地球”號(hào)最大鉆深為10000米，有兩種鉆探模式，但噸位約5.7萬總噸，運(yùn)營成本高昂。

“我們要打造一座‘用得起’‘過得去’‘裝得多’‘跑得快’‘穩(wěn)得住’‘鉆得深’‘測(cè)得準(zhǔn)’的深海探測(cè)旗艦裝備。”張海彬表示。為此，“夢(mèng)想”號(hào)團(tuán)隊(duì)提出了“小噸位、多功能、模塊化”的設(shè)計(jì)理念，突破了十大類五十余項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大洋鉆探船。

“我們把‘夢(mèng)想’號(hào)噸位控制在了33000總噸，比日本‘地球’號(hào)降低了40%以上，船舶建造和運(yùn)營成本得到了有效控制。”張海彬介紹。

張海彬解釋，“打穿莫霍面、進(jìn)入上地幔”是地球系統(tǒng)科學(xué)界探索地球內(nèi)部奧秘的終極目標(biāo)之一。莫霍面是地殼與地幔的分界面，地殼的平均厚度約17公里，但陸地和海洋地殼厚度分布極為不均，陸地部分平均厚度約33公里，而海洋地殼厚度只有6公里左右。雖然大洋海底更加接近莫霍面，但人類至今未通過鉆探直接觸及。“夢(mèng)想”號(hào)的最大鉆深達(dá)到11000米，科學(xué)家在莫霍鉆探站位選擇上會(huì)更具靈活性，有望更快實(shí)現(xiàn)“打穿地殼、進(jìn)入地球深部”的夢(mèng)想。

“有了自己的大洋鉆探船，就有了自主組織大洋鉆探航次和開展科學(xué)研究的優(yōu)先權(quán)和話語權(quán)，我們的科學(xué)家不再‘借錢買票’，而且可以享受‘國家贈(zèng)票’，更好地服務(wù)全球科學(xué)。”趙建亭自豪地說，正如夢(mèng)想號(hào)的名字，我相信，將來會(huì)有大量的懷揣夢(mèng)想的科學(xué)家，搭乘“夢(mèng)想”號(hào)，在浩瀚的海洋上，探秘地心，實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想。

攻堅(jiān)克難，打造全球領(lǐng)先的“國之重器”

在“夢(mèng)想”號(hào)的設(shè)計(jì)建造過程中，團(tuán)隊(duì)面臨著一系列世界級(jí)技術(shù)難題。為了實(shí)現(xiàn)“小噸位”“多功能”這種看似矛盾的需求，團(tuán)隊(duì)全球首次提出了在同一艘船上實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)無隔水管、傳統(tǒng)隔水管、輕型隔水管、無隔水管泥漿閉式循環(huán)等四種鉆探模式以及新型連體雙月池設(shè)計(jì)方案，還聯(lián)合研制了全球首臺(tái)兼具巖心鉆取和油氣勘探功能的液壓舉升鉆機(jī)。

降低船舶高度是一大挑戰(zhàn)。張海彬舉例：“為滿足深中大橋通航凈空限制要求，我們通過三大技術(shù)創(chuàng)新對(duì)‘夢(mèng)想’號(hào)的總高進(jìn)行了精準(zhǔn)控制。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用下沉式連體雙月池設(shè)計(jì)，在船體月池區(qū)域下挖空間，使鉆臺(tái)高度降低20%以上。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)以液壓舉升鉆機(jī)替代傳統(tǒng)電驅(qū)鉆機(jī)，將井架高度壓縮至52.4米。

最富創(chuàng)意的解決方案是液壓驅(qū)動(dòng)可折疊式透氣管——在“夢(mèng)想”號(hào)航行過橋時(shí)放倒，作業(yè)時(shí)豎立。這一動(dòng)態(tài)平衡設(shè)計(jì)使“夢(mèng)想”號(hào)成為全球首艘兼具萬米鉆探能力和通航靈活性的大洋鉆探船。

抵御惡劣海況是另一大挑戰(zhàn)。張海彬介紹：“我們從穩(wěn)性安全、結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)動(dòng)控制三方面進(jìn)行了突破。”“夢(mèng)想”號(hào)即使遭遇16級(jí)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)也不會(huì)傾覆，即使在6級(jí)海況中也可以維持船舶的水平運(yùn)動(dòng)，確保鉆探作業(yè)順利進(jìn)行。其最大作業(yè)海況比國外最先進(jìn)的大洋鉆探船提升了40%以上。

在此基礎(chǔ)上，通過船型尺度、水動(dòng)力性能和總體布置迭代優(yōu)化，在國際上首次在同一艘船上實(shí)現(xiàn)了四種鉆探模式和三種取心方式，以“小噸位”實(shí)現(xiàn)了“多功能”，完美兼顧了大洋科學(xué)鉆探、深海油氣勘探和天然氣水合物勘查試采等多種作業(yè)功能。

作為全球鉆探能力最強(qiáng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)功能最全、智能化水平最高、綜合運(yùn)維成本最低的鉆探船——“夢(mèng)想”號(hào)于2024年11月正式入列，標(biāo)志著中國成為世界上第三個(gè)擁有大洋鉆探船的國家。

“同舟共濟(jì)”，構(gòu)建一個(gè)與全球科學(xué)家共舞的舞臺(tái)

“夢(mèng)想”號(hào)大洋鉆探船是一個(gè)典型的巨系統(tǒng)工程，中船七〇八所作為船舶總體設(shè)計(jì)方和技術(shù)總負(fù)責(zé)單位，凝聚了全國150多家參研參建單位的力量，以戰(zhàn)略引領(lǐng)、知識(shí)賦能、技術(shù)創(chuàng)新和協(xié)同合作為關(guān)鍵要素，構(gòu)建了“四輪驅(qū)動(dòng)”研發(fā)質(zhì)量管理模式，以戰(zhàn)略牽引研發(fā)方向，以知識(shí)支撐研發(fā)全程，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)升級(jí)，以協(xié)作保障目標(biāo)達(dá)成，顯著提升了研發(fā)質(zhì)量與創(chuàng)新效能。

趙建亭回憶：“光論證報(bào)告就有百套以上，設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件更是達(dá)到千套以上。”完成了“夢(mèng)想”號(hào)在不同的階段進(jìn)行迭代優(yōu)化和把控質(zhì)量。

令人驚訝的是，承擔(dān)這一重大項(xiàng)目的研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員非常年輕。張海彬介紹：“‘夢(mèng)想’號(hào)項(xiàng)目啟動(dòng)立項(xiàng)論證時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)成員的平均年齡僅32歲。青年人才思路開闊、敢于創(chuàng)新，成為解決關(guān)鍵技術(shù)問題的重要力量。”

直升機(jī)平臺(tái)下部防火的等效安全設(shè)計(jì)、艙室自然采光、帶防水玻璃窗的格柵走道平臺(tái)……研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，團(tuán)隊(duì)中的年輕人帶來多個(gè)突破傳統(tǒng)的“金點(diǎn)子”。

張海彬舉例介紹，按照國際公約，“夢(mèng)想”號(hào)鋁制直升機(jī)平臺(tái)下方駕駛室19扇大型舷窗需配備鋼質(zhì)防火窗蓋，但每次直升機(jī)起降都需裝卸重達(dá)100公斤的窗蓋。團(tuán)隊(duì)里的青年科研人員轉(zhuǎn)換思路，在鋁制直升機(jī)平臺(tái)底部加裝帶集油槽的永久性鋼質(zhì)保護(hù)層，從源頭控制燃油泄漏風(fēng)險(xiǎn)，既滿足防火安全要求，又避免頻繁拆裝。

對(duì)于“夢(mèng)想”號(hào)的未來，趙建亭充滿期待：“在這個(gè)中國科技工作者精心搭建的‘舞臺(tái)’上，期待全球科學(xué)家‘共舞’！”他解釋道，“夢(mèng)想”號(hào)是一個(gè)開放的共享的科研平臺(tái)，具有全球面積最大、功能最全、流程最優(yōu)的海上移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。“作為主人，我們要招待好來自全球的客人，做好基礎(chǔ)服務(wù)工作。”

如今，“夢(mèng)想”號(hào)已揚(yáng)帆起航，但造“夢(mèng)”者的腳步仍未停歇。在全球最深的海洋深處，中國科技的航程才剛剛開始。