大学里首位船舶设计大师:大国重器筑梦深蓝,从肩挑背扛防洪到航向海洋强国……|附视频
我是研究员,也是博士生导师,担任上海交通大学船舶与海洋工程设计研究所所长8年了。很荣幸,我和其他7位专家被授予两年评选一次的国内船舶与海洋工程设计最高学术称号——“船舶设计大师”,成了全国高校中第一个获得这项称号的学者。
这其实是给我和团队的荣誉。迄今,我主持或参加了软体排铺设船、自升式作业平台和大型绞吸挖泥船等80余艘船舶或海洋工程装备的设计,其中十余型船舶或海洋平台为国内首次开发。我的工作,一直就在祖国的江河湖海上进行。
天鲸号全貌。
有海的远方,天地更宽广
我生在1971年的湖北仙桃农村。湖北是千湖之省,水系发达。我从小记事起,就知道每年8月到10月是洪水期。我家后面就是大堤,水大时堤内水位远远高过家里房子。在我记忆中,春节前后,农闲时节,村里壮年劳力就要兴修水利。趁冬天枯水季节,父辈们肩挑背扛,全靠人力,一年年地把堤坝加高加固。
现在想想,如果当年就有挖泥船之类的工程船舶,那效率和安全系数不知高多少。1989年我考大学,父亲希望我留在省里,最好就是武汉大学。1954年发大水时,他逃水灾去过武大,在那里有亲戚,希望儿子离家近点。
何炎平教授1993年本科毕业照。
但我不那么想,我想去有海的地方,天地更加宽广。于是我就考到上海,读了上海交大老牌的船舶工程专业。我们那时专业课,从结构力学到流体力学,学分都很高,也有很好的老师。我在本科时基本上把基础理论都学完了,还辅修了第二专业:机械制造工艺与设备。
对机械工程的学习,对我以后工程船的设计帮助也很大。因为那些特种船舶好似“钢铁森林”,从绞刀架、钢桩、液压油缸、绞车到钢丝绳、滑轮等等,疏浚作业设备与船舶本身协调融为一体。
我一路读研,从硕士到博士,1996年留校工作,加入船舶与海洋工程设计研究所,就没有离开船舶设计之路。设计所也被称为110教研室,是交大编号第一的教研室,一直从事开创性的高技术船舶和海洋工程装备研发,曾开发过“胜利二号”钻井平台、首艘大型双体客船“瑞昌号”等船品。
变受制于人,为自主可控
我们国家基础建设需求大,经贸发展速度快,从长江口深水航道到洋山深水港,港航事业处于重大机遇期。建设首先打基础,水底下的地基怎么才能夯实?针对东海冲积性河口的特点,荷兰等海上强国的特种船型并不适用,而且极其昂贵。我们设计所在谭家华教授带领下,和上海航道局一起,动足脑筋,量身定制,开发“软体排铺设”技术和装备,成功研制了“长江口一号”首艘大型软体排铺设船。
这是首次我参与实船设计工作,负责研发了的关键作业设备——包括翻板、吊架和导梁等,让土工布和土石方一起沉底,扎扎实实“排排坐”。上世纪90年代末起,我参加或主持了十多艘软体排铺设船的船型和铺设设备开发,它们成了国内的标准技术,至今普遍用于水下地基处理。
上海交大船舶设计团队。
如今,中国年疏浚量已超16亿立方米,是少数几个能自主开展大规模吹填造陆和航道疏浚工程的国家之一。同样作为业内最重要船型之一,中国大型挖泥船在2000年之前还是主要选择国外建造引进的方式。几大欧洲疏浚船舶设计制造公司为高额利润进行技术封锁,仅向我国提供整船,历史上我们曾花费折合4吨黄金的高价进口。
第一次“吃螃蟹”,我们从2002年开始商讨设计方案,实地调研了国内所有船型,毕竟长期受制于人,经过几次颠覆性修改才把相关方案敲定。2004年建成国内首艘自主设计、自主建造的大型绞吸挖泥船“航绞2001”;之后,从亚洲最大的“天麒号”和“天麟号”到世界最大的“新海旭”和“新海阳”非自航绞吸挖泥船——至今,我共主持或参加了60多艘绞吸挖泥船设计,使得上海交大占据了60%以上的绞吸挖泥船国内设计份额。
从东北盘锦到西南防城港,祖国的岸线我都跑过。重要的是,我们与船厂深度合作,无障碍地设计与配套,形成一条链。如今国产疏浚设备装船率可超过95%,总造价不足国外同类型船50%,实现了我国大型绞吸挖泥船从“被封锁”到自主可控“出口管制”的历史性跨越。
智能无人化,更前瞻前沿
在海洋大国航向海洋强国的航程上,我眼中高等院校与行业机构的船舶设计有一个最大不同:我们要更努力地“往前做”,比工业界、企业界更前瞻前沿,从自己开始将新技术向前推,设计成熟后就推向全行业。比如挖泥船不仅做大、更要做新,先后引入了电轴、变频、双电机驱动和超长轴驱动等技术,形成综合电站高效姊妹船等。包括海洋工程船在内,其他船型设计也是紧跟排放要求等国际趋势,追求高性能,又适应国情。
近年来海上风电快速发展,我和设计所团队率先开展海上风力机安装技术与装备研究,承担了国家科技支撑计划课题,开展了滩涂风电场建设工程技术研究,为东海大桥风电场开发了风机整机运输船,配合大型起重船完成国内首个海上风电场建设。我们开发出“三航工驳601”6000吨级风机整机运输驳船等,使得风机整机运输和大型起重机整体吊装,成为我国海上风机安装的成熟技术与工艺。
何炎平教授和学生们。
开创性工作与重复性工作本质不同,搞设计经常没日没夜,几乎没有双休日,每天晚上设计所所在的木兰船建学院大楼,都是灯火通明……有时我整夜纠结一个细节带来的一系列变化,才能做到全船各种设备的最优配置。
在我的设计库里,还在对浮式风力机、筒型基础导管架平台、大型起重船、半潜式平台、浮式生产储油卸油装置(FPSO)等开展设计和研究,正致力于清洁能源动力船舶、混合能源动力船舶、智能船舶和水下无人疏浚装备等创新装备与船型研发。
从大江大河到大洋大海,大国重器,筑梦深蓝。
栏目主编:徐瑞哲 文字编辑:徐瑞哲 图片编辑:曹立媛