一箭打五星！船穩住

文/高聰（哈爾濱工程大學）

天風海雨正測時

本次試驗測試過程中，團隊成員在發射船離港第三天就遇到了陣風9級的惡劣海況。此起彼伏的海浪翻滾咆哮，蓄力而起，將白色的浪花簇擁在頂端，然后直直朝著甲板傾瀉而下，海浪拍打在船首激起的浪花足有十幾米，此時，發射船頂著狂風巨浪，不停搖晃。龐大的發射船在洶涌的海浪面前顯得無比渺小。

監測設備顯示，當時的平均風速達到20m/s，此時發射船處于拋錨狀態，集裝箱外狂風暴雨呼嘯。我的兩位同伴王逸純和汪世界望著窗外翻滾的海浪，聽著巨浪抨擊發射船產生的巨大聲響，不由得忐忑不安。因為大家知道，盡管儀器經過了防風防水防浪處理，但設備和傳感器還是可能承受不住風雨的侵襲。“去檢查一下吧！”“是得看看，帶上加固的工具，別白跑一趟。”

第一步踏到甲板上，王逸純就打了個趔趄，光想著設備，沒注意腳下的倆人這時才意識到，被雨水和海水“洗禮”著的甲板異常潮濕，行走稍有不慎就會滑倒，那后果真是不堪設想。他們互相扯了扯衣袖示意，心照不宣地開始一起謹慎前行。

惡劣海況下發射船監測數據太珍貴了，如果可以順利獲得這組數據，那對發射船基礎參數的收集和之后的科研攻關都具有重要的意義。這是個挑戰，但更是個難得的機會呀！兩個人想到一塊兒去了，自不必多言，戴上安全帽，互相攙扶著，小心翼翼地向工作地點走去。

終于搖搖晃晃地走到集裝箱處，他們開始分工合作，一人仔細地用膠帶將數據采集設備加固，以防設備過度搖晃導致損壞，另一個人根據數據顯示系統一遍遍排查發生故障的測點。他們一邊用盡全力保持平衡，一邊搜尋自己負責保障的測試部位，找到一處隱患就抓緊加固一處。

雨水噼里啪啦地打在身上、臉上，已經顧不得許多了，雨水模糊視線了就猛閉下眼甩開水珠，接著緊盯設備，手里熟練地操作一刻不停。搖晃的船體給手頭的工作增加了難度，為了穩住重心，他們只好跪在甲板上，這似乎是當時最穩健的做法。

經過一個多小時奮戰，兩人早已渾身濕透，但他們完成了對發射架、甲板動態響應等各類數據的全方位測試，獲得了第一手實船測試數據資料，填補了國內惡劣海況下發射船甲板及發射架動態響應等基礎數據的空白，也為后續火箭海上運輸及發射提供了參考依據。

“巨無霸”能抗多大撞

海上發射與陸地發射區別巨大，船體晃動的情況下，甲板上行走都難，何況是要完成火箭發射。晃動的海面環境對火箭運輸及發射過程穩定性和安全性要求極高，因此，海上發射對船的結構安全性能也提出更加嚴格的要求。船海結構物安全與舒適性團隊的工作任務就是讓發射船在海面上保持更穩定、安全的運行環境，從而保障海上發射任務的順利完成。

海上發射船不只是個簡單的平臺結構，而是一個長逾百米，重破萬噸的海上“巨無霸”，它還包含有船體、動力、電氣等部分，此外還有成百上千件各型機械設備和精密儀器，而掌握火箭發射時的沖擊載荷是發射船結構和強度安全設計的重要依據，也是確保火箭發射船上各類儀器設備正常運行的保障。要讓發射船具備承載海上火箭發射任務的能力，需要充分了解其在沖擊載荷下的安全性能，而開展試驗測試就是掌握發射船抗沖擊性能最直接的方式。

1.團隊學生正在進行火箭發射實船測試

2.作者在發射船上執行測試任務

早在2020年8月初，團隊首次接到協助完成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，對于這樣一個海上“巨無霸”，通常需要布置上百個測點才能滿足實船測試要求，由于測試條件限制只能攜帶兩臺測試系統，最多只能布置48個測點，這意味著需要排除50%以上測點。而能夠提前掌握發射船沖擊振動響應特性的方法便是前期的仿真計算，我帶著4位師弟對火箭發射船進行建模計算和沖擊響應對標分析，為了盡快掌握關鍵測點信息，滿足實船測試需求，我們就把自己關在實驗室做研究，一待就是幾天。一開始總是會遇到各種問題，得不到想要的關鍵信息。毫無意外，這個工作沒有捷徑，我們一點點匯總問題，經過半個多月的反復計算，無數次迭代和多次驗證，應用所掌握的船舶振動噪聲預報評估技術，終于排除了非必要測點，找到沖擊振動響應的薄弱環節，為后續關鍵數據采集點的布置提供了有力支撐，從而保障了試驗數據的順利采集。

快速是多少？2分鐘

團隊的振動噪聲試驗評估系統雖經歷過多次試驗測試，但對于海上火箭發射過程中的振動噪聲測試評估還是首次涉及。與以往測試相比存在測量量級大、記錄時間長，同時需要在短時間內反饋發射平臺整體沖擊環境下聲振特性等棘手問題，為了保證測試的順利開展，項目團隊的成員針對測試關鍵技術開展攻關。由于需要獲取火箭發射架關鍵位置處的應力應變信息，而在前期開發的系統中并不具備此項功能，需要在原有系統的基礎上開發新的測試模塊。湯旸博士帶領團隊3名師弟，從基本原理出發，查閱大量文獻資料，咨詢相關領域的專家和工程師，對基礎代碼進行了修改與完善，夜以繼日地完成了應變測試模塊的開發。

實現發射船沖擊振動噪聲安全性的實時判斷，是進一步支撐海上火箭發射的重要技術手段，而團隊之前采用的方法需要十幾分鐘，如何實現快速評估成了他們前進路上的又一難題。正當他們一籌莫展的時候，李海超副研究員一語點醒夢中人，“采用聲振傳遞函數的方式，可大大提高分析效率。”為了驗證這一想法的可行性，湯旸博士專程前往試驗場地進行了調試，取得了令人滿意的試驗結果。基于這個想法，他采取分段建模的方法，開發預報模型，完成發射平臺傳遞特性的前期處理，并將發射平臺傳遞函數數據包集成于系統之中，經過多次調試實現了快速預報的功能，可在激勵載荷輸入后的短短兩分鐘內反饋發射船整體的沖擊振動噪聲水平。

“海上一箭打五星”成功的消息，讓距離現場2000公里以外的我們瞬間雀躍。瞄準艦船減振降噪評估等一系列“卡脖子”技術，源源不斷作出原創性科研成果將是我們接下來的方向。

好吧，對關鍵核心技術發起攻關，團隊，走起！