文/石龙水 黄少康

自航绞吸船桥架布置方案

“走近船身的人，无不为这艘钢铁‘巨舰’的雄伟而感到震撼！真不愧是国之重器！”11月3日，在响彻天际的汽笛声中，亚洲最大、中国首艘重型自航绞吸船“天鲲号”缓缓驶出江苏启东船坞，迎来了下水的重要时刻。人们抬头仰望着这艘在滔滔长江上岿然屹立的“巨无霸”，那高耸的船身与江天交相辉映，不禁发出一阵阵由衷的赞叹。

自主研发首制船

当人们翻开“天鲲号”的设计研发长卷，首先映入眼帘的是一项惊人的对比数据：假如一个壮汉用肩膀运沙到500米外的话，一天能运1立方米，运到15公里外，至少需要30天，那么“天鲲号”1小时从20米深水里取沙运到15公里之外的数量，至少需要该壮汉持续工作18万天。

事实上，细数“天鲲号”的技术性能，无不融合着世界最先进的科技成果：适应恶劣海况的能力全球最强，输送系统能力世界第一，挖掘能力亚洲第一，国内首艘从设计到制造拥有完全自主知识产权、首艘采用全电力驱动型式的重型自航绞吸船……2011年至2015年的五年间，“天鲲号”的研发团队坚持自主创新，矢志打造“亚洲旗舰、国之重器”，为开启中国疏浚装备国产化的新时代付出了艰苦努力。

难以想象的是，2003年以前，大型绞吸船的整船设计、关键设备及核心技术还主要集中在欧洲，中国人在这方面几乎没有话语权。“当时，国际疏浚市场长期被欧洲疏浚强企垄断，他们为获取高额利润，对中国企业实施技术封锁，仅向我国出口二流甚至三流水平的整船和成套设备。”中交疏浚天航局总工程师顾明解释说。

对进口船舶的长期依赖，直接导致了我国疏浚装备研发制造领域技术人员匮乏、技术资料紧缺、技术积累薄弱，严重限制了我国疏浚业整体发展。回顾天航局推动疏浚装备国产化发展的艰辛历史，顾明动情地说：“能够自主设计建造大型疏浚装备是我国由疏浚大国走向疏浚强国的必经之路。作为拥有120年历史的中国疏浚企业，早日实现疏浚装备国产化是几代中交疏浚人的夙愿。”

凭借“十一五”“十二五”期间自主设计建造30余艘各种类型挖泥船的成功经验，2011年10月，由天航局牵头组织，联合中国船舶工业集团第708研究所、上海交通大学、广州文冲船厂、招商局等单位联合申报的“5000千瓦绞刀功率绞吸式疏浚船关键技术研究”项目通过国家工信部和财政部重点课题立项，打响了我国自主研发首艘重型绞吸挖泥船的攻坚战。

“刚立项时，我心里其实是打了问号的。”回想起最初着手研发时的艰难，“天鲲号”总设计师、中国船舶工业集团第708研究所副总工程师费龙心里充满了感慨，“我从事疏浚船舶设计研发已经30年，深知首制船在技术研发上存在很大的挑战，但正是天航局敢于自主创新的勇气给了我充足的信心。”

立项后，天航局联合参研单位，组织200多名专业人员组成强大的设计研发队伍，并按照船体、轮机和电气等不同系统，细分了11项子课题进行专项攻关。其中，被人们形象地比作“定海神针”的钢桩是攻关重点——在恶劣海况条件下作业，钢桩定位系统的优劣事关绞吸船及其作业人员的生死存亡。研发之初，研发团队计划为“天鲲号”配置柔性钢桩，但受制于关键技术长期被国外垄断，他们耗费了整整一年时间来吃透柔性钢桩的技术要领。同时，考虑到船体结构较“天鲸号”出现了重大改变，传统的三缆定位系统技术在“天鲲号”的设计中难以适用，研发团队经过三个月反复论证，创造性地实现了三缆定位系统的合理布设，并结合柔性钢桩系统，使“天鲲号”成功拥有了全球最强的恶劣海况适应能力。此外，研发团队将疏浚三维土质建模与显示、实时潮位推算、能效管理、大数据分析和智能自动挖泥控制等前沿技术融入“天鲲号”，实现了绞吸船自动化技术的升级换代，形成了国际领先的新型自航绞吸挖泥船智能集成控制系统。

攻难克险铸重器

“天鲲号”设计方案研制完成后，建造工作紧接着提上日程。在国内，工程船舶的建造周期通常是一年，监造配员人数一般为8至9人，而“天鲲号”的建造周期已远超一年，配员人数则达到了16人。为了造好这艘首制船，监造组每天迎着日出赶到船厂，离开时常常已是深夜。天航局技术中心副主任丁树友说：“‘天鲲号’核心装备的建造难度不亚于国产航母！”

“的确，在‘天鲲号’之前，国内根本没有此类船舶的建造记录。”负责船体监造的孔凡震是最早进入监造组的一位成员，他对建造的难点印象深刻——从初步设计到技术规格书制定，再到生产设计，整个过程的每一步都充满艰辛，同时，桥架双耳轴设计、油缸可倾倒设计、全电驱设计、柔性台车系统等一系列的科技创新，也对船舶建造提出了更高更精密的要求。

“最难的是建造过程无法在实验环境下进行模拟，只能在实际生产过程中步步推进。”孔凡震回忆说，为了统筹建造过程，监造组细分为船体监造组、轮机监造组和电气监造组，各组互相密切配合。“有一次，设计中桥架耳轴的材料，我们寻遍了国内各大供应商，最终都没能找到。如果按设计所需的材料继续找，肯定影响工期，导致船舶其他分段不能按期交工，我们马上联合设计单位和船厂召开协调会，经过了三天三夜的分析论证，才终于确定了可行的替代材料。”

我国自主研制的重型自航绞吸船“天鲲号”

此外，经过监造组的努力，“天鲲号”还拥有了多项无与伦比的高超“技能” 。建造过程中，监造组发现原设计的绞刀电机一旦达到最大挖深，绞刀电机会处于大幅度倾斜角，无法正常运转甚至严重损坏造价昂贵的绞刀，经反复试验，监造组以加装止推轴承的方式对其进行了优化，实现了“天鲲号”的挖掘深度亚洲第一、世界领先。

“‘天鲸号’具备的优点，‘天鲲号’都具备，‘天鲸号’的不足，‘天鲲号’都进行了改进。”顾明概括说。比如，“天鲸号”的倒立桩需要3天时间，而经过改进的“天鲲号”将倒立桩缩短到了3个小时；又如，参考“天鲸号”在施工中遭遇了不同材质岩石的前车之鉴，“天鲲号”配置了通用、粘土、挖岩和重型挖岩等4种类型的绞刀，极大地提升了该船适应不同工况的能力。“就像不同的路就该开不同的车，我们得改变‘一刀走天下’的老路子。”

“以前我们不知道什么是‘白加黑’‘5 +2’，在‘天鲲号’的设计研发阶段乃至与天航局的十多年合作中，我们708所也得到了很大的磨砺。看到中国疏浚装备在我们这一代人的共同接力下向世界前列迈进，真的感到非常欣慰。”“天鲲号”下水当天，费龙激动地说道。

如今，尽管寒冷的海风在船厂里一阵阵肆虐，船坞内依然灯火通明。为了早日建成这艘大船，监造组正加紧奔走忙碌的脚步。那坚实有力的步伐和着各种作业机械的声音，交织成激昂的进行曲——十年前，中国连每小时疏浚2000立方米的挖泥船都要从国外引进，如今却已能自主研发建造每小时疏浚能力达6000立方米的“天鲲号”，沿着疏浚装备国产化这一康庄大道，中交疏浚人正奋力前行。