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海洋所专门成立工程技术部 “科学”号上技术支撑团队

日期:2018-03-27 09:55:25编辑作者:申博

“科学”号技术支撑人员沈汉国(左)、吴岳(右)在控制间测试“发现”号ROV各项功能。

位于西太平洋公海的麦哲伦海山链上、一座从未被人类探测调查的浅水海山,即将迎来中国海洋科学家的探访。来自中科院海洋所、声学所、山东大学、中国水产科学研究院东海水产研究所等单位的80名考察队员和船员,乘坐“科学”号,3月10日从青岛母港起航奔赴西太平洋。本报记者也登上了“科学”号随船报道这次科考。

雄伟的红色吊臂矗立在船舯,高大的红色吊架安装在船尾,大大小小红色仪器错落有致摆放在甲板。第一次登上“科学”号,第一眼就被船上亮丽的“红色风景线”吸引。深入采访后,方知船上还有一支专业的技术支撑团队,精心守护着这些红色的仪器设备。

海洋所专门成立工程技术部

作为我国新一代海洋综合科考船,“科学”号是实现我国海洋强国战略、开展深远海综合科学考察研究的国家重大科技基础设施,由中国船舶及海洋工程设计研究院设计、武昌船舶重工有限责任公司建造,中科院海洋研究所以“专业运行、开放共享”管理模式运行。

“科学”号总长99.6米,型宽17.8米,满载排水量4981吨,采用吊舱式全回转电力推进,最大航速15.8节,续航力15000海里。可进行海洋地质、物理海洋、海洋化学、海洋生物与微生物等多学科综合考察,船上仅大型调查设备就多达50多套。

例如,水体探测系统有万米温盐深剖面测量仪、走航式多普勒流速剖面仪、变水层拖曳系统、鱼探仪等。海底探测系统有多波束测深系统、浅地层剖面仪、海洋重力仪、磁力仪、多道数字地震系统等。深海极端环境探测系统有水下缆控潜器(ROV)、重力活塞取样器、岩芯取样钻机、电视抓斗等。遥感信息现场印证系统有海浪测量系统、紫外可见光光度计、高光谱吸收/衰减测量仪、海面/水下高光谱辐射测量仪等。

2012年9月“科学”号交付使用之初,中科院海洋研究所参照国际先进的科考船管理模式,专门成立了工程技术部,配备船载实验室。经过5年发展,工程技术部现已有职工33人,全部具有大专及以上学历。其中高级工程师3人,工程师17人,平均年龄34岁。

海洋所工程技术部是我国海洋科研单位专门组建的为数不多的专业技术支撑队伍。5年来,通过精细化管理体系,致力于为海洋科学考察提供专业的海上技术支撑;通过规范化、程序化的作业流程,大幅度提高调查设备的可靠性和海上作业效率。

2017年,中科院海洋所将建筑面积4400平方米的西海岸园区综合测试楼交由工程技术部正式启用。测试楼规划建有ROV潜器维护检测区、海洋调查设备维护检测区、设备检修区,机加工中心等;配建的ROV测试水池长8米、宽10米、高5米,根据需求可选择注入海水或淡水,同时配备10吨行车吊,起吊高度达7米。测试楼可满足多种大型海洋调查设备的检修测试要求,解决了长期以来大型海洋调查设备缺少陆地调试场地及水下测试条件的矛盾。

“科学”号上技术支撑团队

35岁的姜金光来自海洋所工程技术部,是“科学”号本航次船载实验室主任、船上技术支撑团队负责人。这位曾经在海军潜艇上工作过的小伙子,2012年转业后来到“科学”号。他说自己当初的第一个感觉“是从地下室搬到宽敞明亮的豪宅”,第二个感觉是面对众多从未接触过的仪器设备“头皮发麻心里打鼓”,一头扎进了船上的“机器丛林”。

在工程技术部指导下,船上的技术支撑团队不断进行业务磨合和更精细化专业分工,目前分为操控支撑组、仪器设备组和水下缆控潜器(ROV)组。

绞车和吊架是海洋考察中常用设备。“科学”号有5台固定绞车,其中4台是万米级绞车。此外还有集装箱式地震绞车、3000米水文绞车,组装式地质绞车。船尾安装的A型吊架十分先进,但操作起来也极为复杂。

32岁的丛石磊是操控支撑组负责人,2012年从青岛科技大学毕业后来到“科学”号。“刚走出校门就挑上了重担,压力山大。每次设置软件开动绞车,将几千万元科考设备缓缓放入几千米深海,心里既充满自豪,更充满担心。每次出海都提心吊胆,生怕设备出现故障。”丛石磊说,“如今经过不断摸索,我对仪器设备的脾气性格已了如指掌,终于可以放下思想包袱,坦然出海了。”

最艰苦的时候,丛石磊一年有300多天都在海上。自从“科学”号从青岛起航,丛石磊就带领梁威、王世刚、蔡卫宁等操控支撑组技术人员,每天维护保养船上设备,确保抵达目标海域以最好的状态投入作业。

近年来,“科学”号上的“发现”号ROV不断建功立业,在南海发现裸露可燃冰、在冲绳海槽发现热液喷口、在卡罗琳海山发现“珊瑚林”和“海绵场”等等。截至目前,已下潜作业170次。每次海上作业,ROV组的吴岳、高志远、王传波、陈宇等技术人员,在各个岗位各司其职,配合得十分默契。

32岁的吴岳是ROV组负责人。5年来,他陪伴“发现”号ROV的时间,比陪伴自己的儿子多得多。他说,每次“发现”号ROV拖着长长的“脐带缆”(铠装缆)沉入海下的时候,自己的心也好像跟着一起下去了。“发现”号ROV能将自己在海底看到的景象实时传回来,但缆绳拖在身后却看不见,也最令人担心。

2017年8月,“发现”号ROV在下放过程中突然出现跳电,设备失去动力,情况十分紧急。ROV组人员凭着过硬的技术与操作经验,沉着冷静,终于将ROV安全回收上甲板,检查发现铠装缆在600米左右意外击穿,需要将此段铠装缆全部放出截断,重新制作终端。

船上及时调整了作业内容,进行紧急抢修。由于海上条件所限不能使用吊机,600多米长、30多毫米粗沉重的铠装缆只能手动拖拽。实验室所有人员齐上阵,绞盘绞、绳子拉、双手拽。当时正值西太平洋盛夏,甲板温度高达六七十度,每个人都汗如雨下,双手满是油污,只能抬起胳膊用湿透的袖子擦擦即将流入眼睛的汗水。

铠装缆放出截断后,ROV组马上进行终端的制作,将两层钢丝一根一根地散开、捋直,用抹布蘸着柴油和清洁剂一根一根地擦净,穿过承重头,灌胶。忙完这一切,已是次日凌晨1点。冒着高温酷暑,ROV组的伙伴们连续高强度工作了近18个小时。

“科学”号此次出航前,依托中科院海洋所西海岸园区综合测试楼的良好条件,技术人员对“发现”号ROV进行了主浮体修复、控制系统调试、吊点更换等全面维护保养工作。这是“发现”号ROV首次在母基地依靠自身技术队伍完成维护保养工作。

成功建成我国深海实时科学观测网

由于历史原因,我国自主研发的海洋调查设备与国外相比整体上还有很大差距,“科学”号上搭载的仪器设备,大部分是从国外进口的。

中科院海洋所所长助理、工程技术部主任刁新源表示,保障维护“科学”号上的仪器设备在海上正常工作,仅是工作的第一步。接下来,工程技术部要紧跟海洋科考需求,以海上作业保障、数据分析处理、科考设备研发三大方向为重点,不仅要建设成为一流的海洋科学考察专业技术支撑队伍,同时要加强自主研发提升我国海洋技术水平。

2017年,中科院海洋所在西太平洋成功建成我国深海实时科学观测网,攻克了潜标数据长时间实时传输的世界海洋观测难题,创造了国内外有明确文献记录的实时获取深海数据的最长工作时间。深海数据查看模式从“录像回放”转变为“现场直播”,这背后离不开工程部技术支撑人员的贡献。

研究海洋,实时获得海洋的各类观测数据十分重要。但用于观测水下和深海的潜标,只能在每年回收的时候,才能读取观测数据。无法像海面上的卫星遥感和浮标那样实时获得观测数据。这是因为潜标最上面一个浮体距离海平面还有四五百米,无法穿透海水,实时将观测的数据传输到卫星上。

2016年,根据科学家的需求,工程技术部配合课题组对实时化潜标的作业方式和传输手段进行了改进。科考队员在水面上放置了一个数据实时传输浮体,它与潜标通过无线和有线两种方式连接。潜标将数据传输给浮体,浮体发射到卫星上,卫星再反馈回陆地,成功突破了潜标系统实时传输难题,并实现深海潜标长周期稳定实时传输。

在此基础上,2017年海洋所课题团队实现了从单套到组网、从水下1000米到3000米的深海数据实时化传输的功能拓展。对西太平洋科学观测网的20套深海潜标,进行了数据实时化传输升级,成功建成我国首个深海实时科学观测网。观测范围内,西太平洋深海3000米以内的温度、盐度和洋流等数据,实现了1小时1次的实时传输,填补了国内空白。

海上风云变化莫测,海上的潜标作业难度大。“科学”号上技术支撑团队经常长期磨合,精心规划潜标布放程序,人员分工明确,大大提高了潜标作业效率。自2012年以来,已累计完成布放、回收80余套次潜标,积累了丰富的潜标作业经验,潜标回收作业成功率达到98%以上,潜标布放深度最深达到8000米量级。从常规潜标到实时化潜标,实现一次又一次突破,为我国海洋科学考察做出了贡献。

“耕海探洋、唯真求实、博学创新、厚德致远”镌刻在海洋所西海岸园区综合测试楼外墙的这句标语,给记者留下了深刻印象。这是“科学”号的精神,也是中国海洋人的精神。

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