2019，那些最“硬核”的科技創新

魏曉文

2019年，我國在“硬核”科技領域好消息頻頻，從“嫦娥四號”全球首次登陸月背，到長征三號以“一箭雙星”方式發射第50、51顆北斗導航衛星，從“新世界第七奇跡”北京大興國際機場正式投運，到造島神器“天鯤號”正式投產等等。中國完成了一件又一件重大科技創舉。

1? 嫦娥四號：世界首次在月背著陸

2019年1月3日上午10點26分，“嫦娥四號”探測器成功著陸在月球背面東經177.6度、南緯45.5度附近的預選著陸區，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。

這也是2013年“嫦娥三號”成功著陸月球正面之后，中國探測器再度造訪月球，并因此成為世界上第一個在月球正面與背面均成功完成探測器軟著陸的國家。

月球背面對于人類是一塊“處女地”。之前各國僅通過照片分析其地質構造、土壤結構等，而這次“嫦娥四號”登月，能在荒涼月表上培育唯一的生命，“勘探”深埋月下的“礦藏”，測量太陽風粒子在月表的作用等等，為人類開發月球提供寶貴的經驗。

“嫦娥四號”探測器成功著陸那一刻，中國航天科研專家們喜極而泣，全國一片沸騰。這代表中華民族勇攀世界科技高峰，并為人類探索宇宙奧秘作出又一卓越貢獻。

2? C919民航客機三地試飛

2019年12月5日上午11時，中國商飛C919大型客機105架機在上海浦東國際機場第四跑道起飛前往南昌。據悉，105架機主要承擔剎車調參、排液、電源、防火、環控等試飛任務，以及高溫高濕和高寒等專項試飛。隨著105架機開展新一階段的試驗試飛任務，這也標志著C919大型客機正式拉開了三地試飛序幕。

截至目前，中國商飛公司的5架C919飛機已在上海浦東、西安閻良、山東東營、江西南昌等地開展試驗試飛，靜力試驗和其他地面驗證試驗等也在穩步推進。與此同時，106號機正在商飛的生產廠房內部裝。

數據顯示，2018年初，C919已經累計獲國內外28家客戶的815架訂單。而到到2021年，中國商飛將交付首架C919的商業運行型號。

3? 造島神器“天鯤號”自航絞吸船投產

2019年3月12日，亞洲最大的重型自航絞吸船“天鯤號”完成通關手續，從江蘇連云港開啟首航之旅。這標志著完全由我國自主研發、建造的疏浚重器“天鯤號”正式投產。

“天鯤號”是現役亞洲最大的絞吸挖泥船“天鯨號”的升級版，全船長140米，寬27.8米，最大挖深35米，總裝機功率25843千瓦，設計每小時挖泥6000立方米，絞刀額定功率6600千瓦，是目前亞洲最大、最先進的絞吸挖泥船，也是目前世界上智能化水平最高的自航絞吸船。

“天鯤號”于2018年10月2日赴江蘇啟東開展挖泥試驗。經過近1個月調試，其挖泥最高生產率達每小時7501立方米，遠超每小時6000立方米的設計標準，同時驗證了該船15公里超長排距的挖掘輸送能力。

值得關注的是，“天鯤號”將憑借其強大的遠程輸送能力成為建設中國海疆的國之重器，甚至被網友稱作“地圖編輯器”。

該船監造組船體工程師孔凡震曾比喻，“假如使用‘天鯤號挖掘填滿一座‘水立方，功率最大的情況下只需要6天半時間。”

正是因為“造島神器”的工作效率異常驚人，在2017年5月，中國商務部發布公告：為維護國家安全，對大型挖泥船實施出口管制，未經許可任何單位和個人不得對外出口。從戰略意義而言，除促進一方經濟發展之外，使用“天鯤號”在南海填海造陸之后，就可以建設永久性軍事基地。這對維護國家主權與領土完整，以及國家的經濟安全具有非常重要的意義。

4? 新型類腦計算芯片

2019年8月1日，清華大學類腦計算研究中心施路平教授團隊的相關論文《面向人工通用智能的異構“天機芯”芯片架構》，在國際期刊《自然》雜志以封面文章的形式發表。

“類腦計算芯片”是借鑒人腦的信息處理機制發展的新型計算芯片。“就像人類大腦中的神經元，一個神經元能連接上千個神經元，能夠實時傳遞脈沖信號，保持豐富的編碼機制。”施路平說，“這些是我們研發‘天機芯的重要參照。”

這項開創性研究得到了外國科學家的高度評價。憶阻器主要發明人、曾在惠普工作的權威專家理查德·斯坦利·威廉姆斯評價說：“將這些功能結合在同一塊芯片的方法令人贊嘆。”

“天機芯”第一代、第二代產品分別于2015年、2017年研制成功。經過不斷改進設計，目前的第二代“天機芯”具有高速、高性能、低功耗的特點，而且成功在無人駕駛自行車上進行了實驗。

5? 世界首臺百萬千瓦水電機組

2019年1月12日，由東方電氣集團東方電機有限公司研發制造的白鶴灘水電站首臺百萬千瓦水輪發電機組的轉輪，在白鶴灘水電站電站工地的轉輪廠房正式完工，并較原計劃提前交付。這將有力確保白鶴灘水電站在2021年如期實現首臺機組投產發電的目標。

百萬千瓦水電機組是當今世界上單機容量最大機組，也是中國水電向世界水電“無人區”發起的沖刺。整個機組中最為核心、研制難度最大的部件就是轉輪，堪稱機組的“心臟”。

當日完工的這臺轉輪直徑8.62米，高3.92米，15片葉片每片重11噸，轉輪總重達353噸，經過了24道工序，由100余名東電工匠耗時12個月“精雕細琢”完成。而整個百萬千瓦機組的設計研發歷時十年之久。

位于金沙江下游川滇交界處的白鶴灘水電站是國家能源戰略布局“西電東送”的骨干電源點，是目前世界最大在建水電項目，建成后裝機容量世界第二，僅次于三峽工程;預計多年平均發電量將達624.43億千瓦時，相當于北京市2015年全年用電量的三分之二，平均每年可減少標煤消耗量約1968萬噸，減少二氧化碳排放量約5160萬噸。

6? “藍鯨2號”深海作業

2019年9月26日，半潛式鉆井平臺“藍鯨2號”命名儀式在煙臺舉行。此次儀式結束后，“藍鯨2號”將離港作業。

“藍鯨2號”由中國海工企業中集來福士設計建造，是目前世界上作業水深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺。平臺長117米，寬92.7米，高118米，自重43725噸，最大作業水深3658米，最大鉆井深度15250米，可以在全球95%的海域作業。

海上鉆井平臺被稱為“流動的國土”，體現著一個國家的整體工業實力和發展方向。然而，10年前，中國還完全沒有自主制造海上鉆井平臺的能力，中集來福士當時建造的第一座半潛鉆井平臺的國產化只有10%。

而目前，中國在該領域已實現了完全自主化，其中超深水鉆井平臺的超厚鋼板、鉆井閉環技術全球首屈一指。同時，“藍鯨2號”的國產化已達到60%。與傳統單鉆塔平臺相比，該平臺可提升30%作業效率，節省10%的燃料消耗。

據悉，藍鯨系列都達到了可以抵御16級臺風的水準。盡管整體設計相同，但在“藍鯨1號”的復盤總結中，中集來福士曾提出了556項提升改善措施，在“藍鯨2號”的建設中應用。

最終，“藍鯨2號”在項目建造工藝等方面有重大創新突破，并在試航中完成了國內首次DP3操作模式下的電力系統的閉環試驗，實現海洋工程能源及動力系統優化的重大突破。

另一方面，“藍鯨1號”于2017年5月在南海首次實現可燃冰試采，產氣總量超過30萬立方米，產氣時長、產氣總量，雙雙打破世界紀錄。這次試采經歷也為“藍鯨2號”技術優化和作業準備提供了寶貴的經驗。

10余年來，從一無所有、備受質疑到世界領先，中國自主設計建造出了全球最先進的半潛式鉆井平臺，躋身世界海工裝備第一梯隊。這充分展現了中國深海海工的圖騰力量，及加速邁向海洋強國的步伐。

7? 首艘國產航母試航

2019年11月17日，我國首艘國產航母暨第二艘航母順利通過臺灣海峽，赴南海相關海域開展科研試驗和例行訓練。

據悉，首艘國產航母11月14日上午離開大連造船廠，展開為期五天的第九次出海試航。11月19日，首艘國產航母駛入三亞軍港，宣告其首次遠航順利完成。有觀點認為，此次進行的跨區海試，很可能是正式服役前最后一次“大考”。

另外，有網友拍攝到首艘國產航母已經離開大連造船廠，船舷未見刷號，也沒有搭載艦載機模型。不過，從官方公開的視頻畫面來看，在經過臺灣海峽時航母上已經有了6-8架殲-15艦載機，并且進行了起降試驗，部分艦載機上掛載有實彈。

由此，可以推斷首艘國產航母應該在中國某艦載機綜合試驗訓練基地附近海域進行了停留，并接裝了數架艦載機，證明艦機一體能力也達到一個新的里程碑。在正式服役后，戰斗力生成的速度將會顯著超過“遼寧”艦。

值得一提的是，這次上艦的殲-15全部是兩位數編號，而且開頭數字是2，有別于16號“遼寧”艦的1**編號方式，這可能意味著其是中國海軍第二支艦載機編隊。

從2018年至今，國產航母從最初的動力系統測試、通信系統測試，到后來的甲板調度測試、艦載機起降測試等，無疑已經完成了大部分測試。對比來看，“遼寧”號航母前前后后共進行了十次海試，而首艘國產航母估計亦相差不大，所以距離服役應該已經不遠。

8? 大興國際機場運營

2019年9月25日，來自7家國內航空公司的7架大型客機依次從北京大興國際機場起飛，分別前往廣州、上海、成都、延安、杭州、福州、廈門，標志著北京大興國際機場正式通航。

該機場位于北京大興、河北廣陽之間，占地面積達到140萬平方米，體量相當于首都機場1號、2號、3號航站樓加起來的總和。由于設計極具時代氣息以及遠期規劃年客流量1億人次，它將成為北京的新地標、勾連世界的樞紐。

作為目前國內最新的大型機場，大興國際機場有著以下幾個“世界之最”：世界規模最大單體航站樓、世界施工難度最高航站樓、世界最大隔震支座航站樓、世界最大無結構縫一體化航站樓。在這些世界之最之外還有一個數字：4年，從動工到投入運行，僅僅四年。

這樣的建設速度不得不令人驚嘆，也使得西方媒體報道這一重大成就時多了一股子“酸味”。此外，大興機場的種種高科技設施，也讓對岸媒體在節目中連連驚呼“黑科技”、“新世界七大奇跡”。

據了解，2014年12月，北京大興國際機場開工建設。本期工程主要建設“三縱一橫”4條跑道、70萬平方米的航站樓、268個機位的站坪以及相關配套設施。2018年12月，飛行區4條跑道全面貫通，飛行校驗工作于2019年2月圓滿完成。

投資達數千億元的大興機場建設踐行新發展理念，立足自主創新，開發應用多項新專利新技術新工藝新工法，建設指標達到世界一流。除了建設上的成就之外，機場更重要的意義是將更好滿足京津冀地區經濟發展需求及升級壯大中國航空力量。