關鍵核心技術裝備自主可控,對中國船舶工業做大做強具有重要意義,堅持面向艦船線譜振動噪聲快速預報評估世界前沿技術、面向艦船減振降噪國防重大需求,攻克“卡脖子”難題是我前進的動力。
“海上一箭打五星!吉林一號高分系列衛星發射成功!”這是我進入艦船結構振動噪聲科研領域的第四年,火箭順利升空是對我提出的振動噪聲快速預報評估方法滿足實船應用需求的驗證,讓這一凝聚了團隊兩代人數年心血研發的振動噪聲實時監測評估系統,再次在海上火箭發射領域發揮出重要作用,我們終于實現了核心關鍵技術100%自主可控。

高聰參與國內首次海上火箭發射實船測試
從小在海濱城市長大的我,對祖國的深藍海域充滿了無限的向往,“海軍夢,強國夢”像一顆種子深深地埋藏在我心底,逐漸萌芽、生根。我于2018年加入哈爾濱工程大學船舶工程學院“船海結構物安全與舒適性”團隊,成為一名博士研究生,主攻艦船結構振動噪聲預報與評估基礎研究。
導師告訴我,我國船舶行業中大量核心軟硬件來源于歐美,國產關鍵裝備底層缺少核心技術,發展國產自主可控核心技術裝備重要而緊迫。一次跟隨導師去海軍某基地進行實船測試任務,一進入基地,我便看到基地橫幅上醒目的標語:“潛艇越安靜,作戰能力就越強”。在采集設備振動噪聲數據時,我真實感受到了船上機械設備的轟鳴聲,技術人員告訴我,船舶減振降噪設計對于保障潛艇的隱蔽性、提升作戰性能發揮著至關重要的作用,而我國艦船減振降噪設計水平還有待提升。

高聰(左一)參加國際學術會議

高聰(右一)做結構水下輻射噪聲試驗
面對船舶減振降噪設計“卡脖子”技術難題,前期我走了不少彎路。要想提出船舶振動噪聲快速預報方法,就要找到其理論基礎,在不確定該理論能否支撐船舶振動噪聲快速預報時,我需要做無數次的迭代和公式推導。我常常把自己關在實驗室做研究,一住就是幾個月。看到團隊師兄們的一項項科研成果落地,我也曾動搖,猶豫是否還要在自己的方向上繼續下去。導師告誡我科研創新不要急功近利,要坐得住冷板凳。
我一次次靜下心來,告訴自己,最難的時刻就是最接近成功的時刻。我一點點匯總問題,辦公桌上的演算紙越摞越高,當摞起半人高時,我終于看到了曙光。我發現了實現應用的工具——紐馬克β法,經過多次驗證,我創新性地引入了時域波動分析法,在國際上首次提出了設計階段船舶結構線譜振動噪聲快速評估方法。與傳統數值方法相比,這一方法在保證計算精度的前提下,從“小時級”縮減為“分鐘級”,顯著提升了求解效率,初步解決了船舶結構線譜振動噪聲分析這一“卡脖子”難題,為船舶減振降噪設計提供了有力的技術支撐。
為了讓基礎科學研究貼近工程實際,我經常被委派至海軍某院參與國防科研項目攻關,我也格外珍惜每一次參研機會。在進行一項科研任務時,一次錯誤的參數輸入引起了我的注意——艦船結構可能會因輸入的少許變化而導致結構相應出現較大改變。后來在與導師探討的過程中,我終于發現這是由于出現了多種模態的耦合振動,使得結構的動力響應預報和控制變得異常困難。

高聰進行科研項目技術匯報

高聰攜評估系統參加海事展
為了提升艦船作戰能力,針對傳統方法無法快速、高效分析結構局部共振區域動態特性這一問題,我從結構復雜多模態耦合振動分析入手,遵循從簡單到復雜、從單一結構到耦合結構的研究思路,建立了結構多模態振動分析快速預報模型,實現了不同結構、不同參數的高效分析,為采取動力吸振方法控制結構振動提供了有效支撐。
經過一年多的攻關積累,我逐步掌握了艦船結構振動噪聲預報及控制方法,并作為技術骨干在導師的帶領下參與我國十余型水下裝備的振動噪聲預報評估,這段經歷成為我最寶貴的科研經驗。目前,該方法已廣泛應用于我國海軍裝備設計、建造、維修階段振動噪聲預報評估中,有力支撐了艦船裝備的論證決策。進行項目匯報時,機關領導稱贊我,“真是做科研的一把好手”。
2020年8月初,我很榮幸地承擔了國內首次海上火箭發射沖擊響應數據采集任務。由于此前國內并沒有火箭發射實船測試的經驗,對于測點的布置一無所知。通常數據采集需要布置上百個測點才能滿足實船測試要求,而本次測試只能攜帶2臺測試系統,最多只能布置48個測點,這意味著需要排除50%以上的測點。我和隊友對火箭發射船沖擊響應進行對標分析,應用所掌握的船舶振動噪聲預報評估技術,在這個長達160米的“巨無霸”上經過半個月的反復計算,終于排除了非必要測點,找到了沖擊振動相應的薄弱環節,從而保障了后續關鍵數據采集點的布置和試驗數據的順利采集。
2022年3月,團隊再次接到協助完成海上火箭發射測試任務,這次需要應用到團隊前期研發的振動噪聲試驗評估系統。有了第一次的實船測試經驗,我針對系統實時評估關鍵技術進行攻關,對系統進行程序化開發,搭建了基于聲振傳遞函數的振動噪聲評估系統框架。經過一輪輪的算法優化、調試,升級后的振動噪聲實時監測評估軟件V2.0版,可在激勵載荷輸入后的2分鐘內反饋結構的線譜振動噪聲水平,這一成果也得到了專家學者的一致好評。
2022年4月30日,當振動噪聲實時監測評估軟件V2.0版順利完成海上火箭發射數據采集任務,我知道船舶結構振動噪聲快速預報評估技術已得實船試驗驗證?;鸺v飛的那一瞬間,我也向自己交出了圓滿的答卷。
在科研的道路上,我要堅決落實習近平總書記提出的“四個面向”戰略方針,繼續瞄準艦船減振降噪“卡脖子”技術難題,爭做科技創新“排頭兵”,這是新一代船海人“為船、為海、為國防”的志向追求,也是一代代科研工作者不斷探索、不斷前進的源動力。
(編輯·李軍)