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2020年10月至11月海試期間,劉燁瑤在調(diào)試水聲通信設(shè)備。?中科院聲學(xué)所供圖
■本報(bào)見習(xí)記者 劉如楠
在已知海洋的最深處馬里亞納海溝,沒有陽光,沒有如淺海一般豐富的生物,遠(yuǎn)離陸地與船只的喧囂。
從海面一路向下至海底需要三四個(gè)小時(shí),在陸地上,這是珠穆朗瑪峰頂上再疊一座西岳華山的高度。坐在“奮斗者”號(hào)潛水器球艙里,中國科學(xué)院聲學(xué)研究所(以下簡稱中科院聲學(xué)所)高級(jí)工程師劉燁瑤一直緊盯著屏幕,利用潛水器的“眼睛、耳朵”——水聲通信系統(tǒng)和前視成像聲吶,避開海底山、淤泥和潛流,尋找最適合坐底的區(qū)域,并向母船匯報(bào)。
終于,深度計(jì)的指針停留在10909米,坐底成功!
從“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)一路走來,劉燁瑤從老一輩人口中的“娃娃兵”成長為了“老將”。工作16年來,這是令他最有成就感的事,“我非常非常榮幸,實(shí)現(xiàn)了心里一直以來的一個(gè)夢(mèng)想”。
尋夢(mèng)
尋找夢(mèng)想的過程就像是下潛的過程,穿透了層層海水的阻隔。
對(duì)于這個(gè)“80后”而言,童年的物質(zhì)生活還有些匱乏。又一次拆壞了家里的鬧鐘,為數(shù)不多的玩具也被反復(fù)拆裝后,劉燁瑤總想找點(diǎn)新鮮玩意兒。
父母是國企的技術(shù)員,家里堆滿了相關(guān)的書籍。機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)分析、制造工藝等等,無聊的時(shí)候他會(huì)挨個(gè)翻看,內(nèi)容自然不懂,只對(duì)某些有趣的字詞、插圖有模糊印象。
科學(xué)家、工程師,這些在那時(shí)很“厲害”的夢(mèng)想劉燁瑤也有,可他們具體是做什么的?他全然不知。與其說是夢(mèng)想,不如說是一時(shí)興起的念頭,是與伙伴玩耍爭論時(shí)隨口而來的一句玩笑。
直到走進(jìn)中科院聲學(xué)所,這個(gè)夢(mèng)想才逐漸清晰起來。
工作從調(diào)電路板、畫圖紙開始,如何避免短路、調(diào)整合適的電壓,如何選擇零部件,都是需要琢磨的問題。慢慢地,劉燁瑤可以獨(dú)立調(diào)試電路板,并與軟件配合,進(jìn)行整機(jī)測(cè)試工作。
在中科院聲學(xué)所研究員、劉燁瑤的“師父”兼領(lǐng)導(dǎo)朱敏眼里,“這個(gè)新來的小伙子踏實(shí)、有主動(dòng)性、愛琢磨,交給他的事情做完,還會(huì)自主擴(kuò)充相關(guān)的知識(shí)庫”。
“是時(shí)候考驗(yàn)他一下了?!敝烀粜南?。于是,劉燁瑤接到了單獨(dú)設(shè)計(jì)、調(diào)試避碰聲吶的任務(wù),顧名思義,它通過發(fā)射聲波探測(cè)障礙物,以避免碰撞,通常安裝在潛水器的不同方向上,功能和原理并不復(fù)雜。
但麻雀雖小,五臟俱全。什么時(shí)候發(fā)射、發(fā)射間隔多久、如何處理干擾信號(hào)、不同避碰聲吶的信號(hào)如何協(xié)調(diào)、接收到數(shù)據(jù)后怎么和整個(gè)潛水器的數(shù)據(jù)交互……這都是需要平衡考慮的問題。
做完這項(xiàng)任務(wù),劉燁瑤成長了許多。通過日復(fù)一日地解構(gòu)“牛頭”“牛腿”,他終于體會(huì)到了各個(gè)“器官”協(xié)調(diào)運(yùn)行的精妙,體會(huì)到了“?!钡娜病!暗谝淮斡辛苏w、系統(tǒng)的概念。這時(shí)再看潛水器的組成設(shè)備,都變得容易理解起來?!眲瞵幷f。
難題
2009年,“蛟龍”號(hào)在南海進(jìn)行海試。作為團(tuán)隊(duì)里最年輕的成員,劉燁瑤被安排下潛。他回憶,自己在非沿海城市長大,不會(huì)游泳,也沒學(xué)過潛水,心情不免有些緊張,可眼前的任務(wù)容不得他想太多,注意力全都被水聲通信系統(tǒng)吸引著。
這次下潛很不順利,“蛟龍”號(hào)與母船無法建立通信,不得不一直漂在海面上,密閉的環(huán)境和不斷散熱的設(shè)備使艙內(nèi)的溫度、濕度迅速升高。處在晃動(dòng)的“桑拿房”中,劉燁瑤的衣服很快濕透,腦袋也暈暈沉沉,在這樣的環(huán)境下,他堅(jiān)持開展了潛水器與母船的首次水聲通信測(cè)試。
“蛟龍”號(hào)研制試驗(yàn)期間,類似的困難頻頻出現(xiàn)。如今看來不值一提的問題,對(duì)當(dāng)時(shí)毫無基礎(chǔ)的團(tuán)隊(duì)來說都是大麻煩。由于國外的技術(shù)封鎖,團(tuán)隊(duì)只能摸著石頭過河。
一次,從國外采購的一個(gè)聲學(xué)設(shè)備出了問題,需要廠商的工程師來做技術(shù)指導(dǎo)和維修。不巧的是,那位工程師正在休假,調(diào)試只能等到他休假后繼續(xù)。
“技術(shù)受制于人,非常被動(dòng)?!眲瞵幷f。因此,我國計(jì)劃研制4500米海深的“深海勇士”號(hào)載人潛水器。
這一次,有了研制經(jīng)驗(yàn)的劉燁瑤擔(dān)任主任設(shè)計(jì)師,負(fù)責(zé)聲學(xué)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及母船聲學(xué)系統(tǒng)改造工作。
通常,潛水器下潛前,首先要將母船上用于接收信號(hào)的換能器通過吊臂和電纜布放到水下幾百米的地方,使其遠(yuǎn)離海面的噪聲,精準(zhǔn)接收信號(hào)。這么做的缺點(diǎn)也很明顯,“船大難調(diào)頭”,何況還拖著長長的電纜和水下?lián)Q能器,速度也受限。
“若是把換能器放在母船肚子里,再安裝個(gè)‘電梯’,使用時(shí)降下去,不用時(shí)升上來,不就能保證母船的靈活性,同時(shí)減少布放時(shí)間和人力了嗎?”團(tuán)隊(duì)里有人給出了解決辦法。
“這樣做換能器離母船太近,噪聲會(huì)淹沒信號(hào)。”反對(duì)的聲音也不無道理。
劉燁瑤想,“可以改進(jìn)算法,從雜亂的噪聲中高效提取、處理有用的信息?!弊罱K,他們解決了吊放方式干擾母船航行的難題。
深流
在同事們眼里,劉燁瑤“做”的比“說”的多,在外海試時(shí)更是如此。
在廣州的總裝現(xiàn)場,船塢抽干了水,留下兩三厘米的淤泥,要安裝設(shè)備,只能蹚泥作業(yè)?!八?dāng)時(shí)穿著日常的鞋褲,毫不猶豫地就下去了。”中科院聲學(xué)所助理研究員郭衛(wèi)振說,后來在海試時(shí),船底的換能器陣出了問題,只能通過豎井下去檢修,當(dāng)時(shí)有七八個(gè)人在現(xiàn)場,他還是沖在最前面。
海上的天氣變化無常,海況好壞也全憑運(yùn)氣。一次,三四米高的海浪接連打來,船上的金屬舷門已經(jīng)變形,甲板上滿是積水,廣播緊急通知所有人不要去后甲板?!坝新晫W(xué)設(shè)備還在甲板上?!毕氲竭@兒,劉燁瑤堅(jiān)持帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)去取。
中科院聲學(xué)所助理研究員汪偉回憶,剛到后甲板,衣服、鞋就被打濕了,裝設(shè)備的航空箱已經(jīng)散架,趁著海浪的間隙,大家踉蹌著取回了設(shè)備。
有張照片一直存在郭衛(wèi)振的手機(jī)里,舍不得刪。拍攝時(shí)間是凌晨4點(diǎn),在“探索二號(hào)”母船上,地上攤著幾個(gè)打開的工具箱,一些物料包裝還沒來得及收拾,這些物品的中間是盤腿席地而坐、背靠柱子打盹兒的劉燁瑤。
“第二天我們即將隨其他母船海試,而‘探索二號(hào)’要去執(zhí)行新的任務(wù),匯合時(shí)間只有一天,要保證聲學(xué)系統(tǒng)正常運(yùn)行,只能加班加點(diǎn)調(diào)試。劉總忙完自己的工作也不回休息室,為了隨時(shí)解答我們遇到的問題,就這么陪到最后?!惫l(wèi)振說。
在劉燁瑤這個(gè)老黨員的影響下,汪偉、郭衛(wèi)振進(jìn)所不久便提交了入黨申請(qǐng)書,目前已是黨員發(fā)展對(duì)象。
最近,劉燁瑤計(jì)劃整理出聲學(xué)系統(tǒng)的操作標(biāo)準(zhǔn),以供科研考察使用。于他而言,工作、生活更像是深海中的水流,沒有湍流,沒有急波,絕大多數(shù)的時(shí)候是安靜地流淌,設(shè)備出現(xiàn)的細(xì)碎問題和進(jìn)度表上的任務(wù)引著他向前走。
提起技術(shù)細(xì)節(jié),朱敏、劉燁瑤都可以滔滔不絕,可要是讓他們講經(jīng)歷的“故事”,描述心中的感受,便是一陣長長的沉默。
他們做的事不那么“日?!保膊粸榇蠖鄶?shù)人熟知。只是偶爾會(huì)有些高光時(shí)刻,比如“蛟龍”號(hào)獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),或是“奮斗者”號(hào)的海底直播。就像潛水器到了海底,一下子把這個(gè)地方、這群人照亮了,他們被帶到了公眾面前,電視里、網(wǎng)絡(luò)上,下潛的故事被反復(fù)傳頌。
最近來采訪的媒體不少,在中科院聲學(xué)所大猷樓的同一間屋子里,關(guān)于自己和潛水器的事,劉燁瑤已經(jīng)講了好多遍??擅鎸?duì)著鏡頭和燈光,他仍然僵直著身子,雙手交扣在兩腿間,保持了一個(gè)多小時(shí)。
鏡頭關(guān)閉,他長舒一口氣,臉部的肌肉松弛下來,扭頭扎進(jìn)了走廊盡頭的調(diào)試間。這里放滿了機(jī)器、電纜、線路板,僅留下幾條窄窄的過道,除了設(shè)備的聲音和不時(shí)的討論聲,只剩下長久的安靜。
《中國科學(xué)報(bào)》 (2021-03-19 第1版 要聞)
