2020年10月至11月海試期間,劉燁瑤在調試水聲通信設備。中科院聲學(xué)所供圖
在已知海洋的最深處馬里亞納海溝,沒(méi)有陽(yáng)光,沒(méi)有如淺海一般豐富的生物,遠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”號潛水器球艙里,中國科學(xué)院聲學(xué)研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中科院聲學(xué)所)高級工程師劉燁瑤一直緊盯著(zhù)屏幕,利用潛水器的“眼睛、耳朵”——水聲通信系統和前視成像聲吶,避開(kāi)海底山、淤泥和潛流,尋找最適合坐底的區域,并向母船匯報。
終于,深度計的指針停留在10909米,坐底成功!
從“蛟龍”號、“深海勇士”號一路走來(lái),劉燁瑤從老一輩人口中的“娃娃兵”成長(cháng)為了“老將”。工作16年來(lái),這是令他最有成就感的事,“我非常非常榮幸,實(shí)現了心里一直以來(lái)的一個(gè)夢(mèng)想”。
尋夢(mèng)
尋找夢(mèng)想的過(guò)程就像是下潛的過(guò)程,穿透了層層海水的阻隔。
對于這個(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,為數不多的玩具也被反復拆裝后,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(mǎn)了相關(guān)的書(shū)籍。機械原理、結構分析、制造工藝等等,無(wú)聊的時(shí)候他會(huì )挨個(gè)翻看,內容自然不懂,只對某些有趣的字詞、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(shuō)是夢(mèng)想,不如說(shuō)是一時(shí)興起的念頭,是與伙伴玩耍爭論時(shí)隨口而來(lái)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(lái)。
工作從調電路板、畫(huà)圖紙開(kāi)始,如何避免短路、調整合適的電壓,如何選擇零部件,都是需要琢磨的問(wèn)題。慢慢地,劉燁瑤可以獨立調試電路板,并與軟件配合,進(jìn)行整機測試工作。
在中科院聲學(xué)所研究員、劉燁瑤的“師父”兼領(lǐng)導朱敏眼里,“這個(gè)新來(lái)的小伙子踏實(shí)、有主動(dòng)性、愛(ài)琢磨,交給他的事情做完,還會(huì )自主擴充相關(guān)的知識庫”。
“是時(shí)候考驗他一下了?!敝烀粜南?。于是,劉燁瑤接到了單獨設計、調試避碰聲吶的任務(wù),顧名思義,它通過(guò)發(fā)射聲波探測障礙物,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、不同避碰聲吶的信號如何協(xié)調、接收到數據后怎么和整個(gè)潛水器的數據交互……這都是需要平衡考慮的問(wèn)題。
做完這項任務(wù),劉燁瑤成長(cháng)了許多。通過(guò)日復一日地解構“牛頭”“牛腿”,他終于體會(huì )到了各個(gè)“器官”協(xié)調運行的精妙,體會(huì )到了“?!钡娜??!暗谝淮斡辛苏w、系統的概念。這時(shí)再看潛水器的組成設備,都變得容易理解起來(lái)?!眲瞵幷f(shuō)。
難題
2009年,“蛟龍”號在南海進(jìn)行海試。作為團隊里最年輕的成員,劉燁瑤被安排下潛。他回憶,自己在非沿海城市長(cháng)大,不會(huì )游泳,也沒(méi)學(xué)過(guò)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吸引著(zhù)。
這次下潛很不順利,“蛟龍”號與母船無(wú)法建立通信,不得不一直漂在海面上,密閉的環(huán)境和不斷散熱的設備使艙內的溫度、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,他堅持開(kāi)展了潛水器與母船的首次水聲通信測試。
“蛟龍”號研制試驗期間,類(lèi)似的困難頻頻出現。如今看來(lái)不值一提的問(wèn)題,對當時(shí)毫無(wú)基礎的團隊來(lái)說(shuō)都是大麻煩。由于國外的技術(shù)封鎖,團隊只能摸著(zhù)石頭過(guò)河。
一次,從國外采購的一個(gè)聲學(xué)設備出了問(wèn)題,需要廠(chǎng)商的工程師來(lái)做技術(shù)指導和維修。不巧的是,那位工程師正在休假,調試只能等到他休假后繼續。
“技術(shù)受制于人,非常被動(dòng)?!眲瞵幷f(shuō)。因此,我國計劃研制4500米海深的“深海勇士”號載人潛水器。
這一次,有了研制經(jīng)驗的劉燁瑤擔任主任設計師,負責聲學(xué)系統硬件設計及母船聲學(xué)系統改造工作。
通常,潛水器下潛前,首先要將母船上用于接收信號的換能器通過(guò)吊臂和電纜布放到水下幾百米的地方,使其遠離海面的噪聲,精準接收信號。這么做的缺點(diǎn)也很明顯,“船大難調頭”,何況還拖著(zhù)長(cháng)長(cháng)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(lái),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?”團隊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(méi)信號?!狈磳Φ穆曇粢膊粺o(wú)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(shuō)”的多,在外海試時(shí)更是如此。
在廣州的總裝現場(chǎng),船塢抽干了水,留下兩三厘米的淤泥,要安裝設備,只能蹚泥作業(yè)?!八敃r(shí)穿著(zhù)日常的鞋褲,毫不猶豫地就下去了?!敝锌圃郝晫W(xué)所助理研究員郭衛振說(shuō),后來(lái)在海試時(shí),船底的換能器陣出了問(wèn)題,只能通過(guò)豎井下去檢修,當時(shí)有七八個(gè)人在現場(chǎng),他還是沖在最前面。
海上的天氣變化無(wú)常,海況好壞也全憑運氣。一次,三四米高的海浪接連打來(lái),船上的金屬舷門(mén)已經(jīng)變形,甲板上滿(mǎn)是積水,廣播緊急通知所有人不要去后甲板?!坝新晫W(xué)設備還在甲板上?!毕氲竭@兒,劉燁瑤堅持帶領(lǐng)團隊去取。
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,裝設備的航空箱已經(jīng)散架,趁著(zhù)海浪的間隙,大家踉蹌著(zhù)取回了設備。
有張照片一直存在郭衛振的手機里,舍不得刪。拍攝時(shí)間是凌晨4點(diǎn),在“探索二號”母船上,地上攤著(zhù)幾個(gè)打開(kāi)的工具箱,一些物料包裝還沒(méi)來(lái)得及收拾,這些物品的中間是盤(pán)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’要去執行新的任務(wù),匯合時(shí)間只有一天,要保證聲學(xué)系統正常運行,只能加班加點(diǎn)調試。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(wèn)題,就這么陪到最后?!惫l振說(shuō)。
在劉燁瑤這個(gè)老黨員的影響下,汪偉、郭衛振進(jìn)所不久便提交了入黨申請書(shū),目前已是黨員發(fā)展對象。
最近,劉燁瑤計劃整理出聲學(xué)系統的操作標準,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(méi)有湍流,沒(méi)有急波,絕大多數的時(shí)候是安靜地流淌,設備出現的細碎問(wèn)題和進(jìn)度表上的任務(wù)引著(zhù)他向前走。
提起技術(shù)細節,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(cháng)長(cháng)的沉默。
他們做的事不那么“日?!?,也不為大多數人熟知。只是偶爾會(huì )有些高光時(shí)刻,比如“蛟龍”號獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎,或是“奮斗者”號的海底直播。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,下潛的故事被反復傳頌。
最近來(lái)采訪(fǎng)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χ?zhù)鏡頭和燈光,他仍然僵直著(zhù)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(cháng)舒一口氣,臉部的肌肉松弛下來(lái),扭頭扎進(jìn)了走廊盡頭的調試間。這里放滿(mǎn)了機器、電纜、線(xiàn)路板,僅留下幾條窄窄的過(guò)道,除了設備的聲音和不時(shí)的討論聲,只剩下長(cháng)久的安靜。
作者:劉如楠
來(lái)源:《中國科學(xué)報》 (2021-03-19 第1版要聞)
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