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封锡盛:办公室里的海洋

发布时间:2019-10-31

  封锡盛的办公室里,四面环“海”,蔚蓝逼人。 

  在他身后是世界海洋全图,右手边是中国海区形势图,迎面那幅中华人民共和国地图上,渤海、黄海、东海、南海,连缀成雄鸡胸前湛碧的缎带。左手边那张一尺见方的油画,也被“大海”占去了半片篇幅。 

  和别人讨论工作时,他就在这些地图上指点山海;业余有暇时,他也会抬头看看,回忆自己都去过哪些海域。他说:“没有比这更耐看的东西了。” 

  在沈阳这座内陆城市,在研究所的水泥墙壁间,这位将一生奉献给水下机器人事业的可敬院士,为自己打造了一方烟波苍茫的空间。他曾在人:敝恋脑堆笊畲,护送一代又一代水下机器人试潜。 

  从“海人一号”开始 

  1941年冬天,封锡盛出生于辽宁省海城市。“海城”没有海,但这个小男孩未来的命运,却注定与海结下不解之缘。 

  24岁那年,封锡盛毕业于哈尔滨工业大学自动化和电气化专业。他服从上级安排,挥别家中七旬老母,远赴电子部第十四研究所工作。8年后,他回到辽宁,来到了沈阳自动化所。 

  1979年,时任沈阳自动化所所长蒋新松院士在国内最早提出了海洋机器人研究计划。两年后,我国第一台作业型遥控水下机器人——“海人一号(HR-01)”紧锣密鼓地开工了。封锡盛加入了这个团队,成了“海人一号”电控系统的负责人,为其量身定制相当于大脑和神经的控制系统。 

  “这可不是把陆地上做惯的工作直接照搬到水下。”他说。水下环境的介质改变、传感机制、流体动力学特征等,都给海洋机器人的研发带来了重重挑战。 

  那是一个特殊的历史时期,跨国合作的渠道还很不通畅。沈阳自动化所联合上海交通大学等国内科研单位,完全依靠自主技术和国内配套条件,攻克了一系列难关,顺利完成了“海人一号”的首航和海上试验。 

  谁都知道水下机器人是沈阳自动化所的一张名牌。“我们为什么早早决定走水下机器人这条路呢?”封锡盛说,“那时人们对机器人的认识尚有误区,有领导甚至认为,我们国家不缺人,不需要搞替代劳动力的机器人。于是蒋所长决定,我们先搞水下机器人。水下机器人不跟活人抢工作,但是能做很多人类做不了的事。” 

  远可开发海洋石油,近可救援溺水人员的“海人一号”,让人们认识到水下机器人广阔的应用前景。国内关于是否应该发展机器人的种种争论,也出现了新的转机。在此之后,国内的相关科研力量终于开始向这一领域聚焦。 

  而封锡盛的求索科学之路,也从“海人一号”开始,再也不曾与水下机器人分开。 

  为了全球97%的蔚蓝 

  1986年3月,我国启动实施了“高技术研究发展计划(863计划)”,全国从事基础研究的科学家们,看到了一道明亮的曙光。 

  蒋新松把水下机器人的研究团队召集在一起,希望大家群策群力,为即将申报的项目提出一个既有战略意义又有可操作性的规划。 

  在此之前,中国研制的都是有缆遥控水下机器人,工作深度仅有300米——这是中国绝大部分近:S虻淖畲笊疃。那么,他们该把多大的深度定为下一阶段的攻克目标呢? 

  “6000米。”封锡盛说出这个数字时,不少人吃了一惊。 

  “这个数不是凭空来的。”讲起这段往事,封锡盛走到办公室里那幅引人注目的世界海洋全图边,指着那些深浅不一的蓝色说,“全球海洋97%的区域,都达不到6000米的深度。也就是说,如果我们能制造出下潜6000米的水下机器人,就足以探索地球上绝大多数海域。” 

  “从300米一下跃到6000米,这个跨度是不是太大了?”一位海军老同志提议,在中间再加上一个“1000”米的台阶,逐级过渡。 

  就这样,一个向海洋进军的“三步走”战略,初步确定了下来。 

  封锡盛提出的这个“6000米水下机器人”的构想,给包括自己在内的科研团队出了一个大难题。 

  在海洋中,每下潜100米就增加10个大气压,在6000米下的大洋深处,几毫米厚的钢板容器会像鸡蛋壳一样被压碎。这就要求机器人身上的每一个部件,都能承受如此大的压力,不变形、不渗漏;另外,水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位,如何发展当时还不成熟的水声技术,给机器人安上一副“水下顺风耳”,也是极具挑战的课题。 

  科研人员迎难而上,“探索者”号1000米水下机器人和“CR—01”6000米水下机器人两个项目,前后脚紧跟着上路了。 

  1991年,封锡盛跟随蒋新松北上俄罗斯海参崴(今符拉迪沃斯托克),参观俄罗斯海洋技术问题研究所。双方谈得投机,很快决定针对6000米水下机器人项目开展合作。一支由沈阳自动化所、中船重工702所、俄罗斯海洋技术问题研究所等组成的跨国合作团队就此诞生了。 

  当时俄方已有较为成熟的深水机器人技术,特别在结构、材料、密封、软件、传感器及深海工作经验等方面颇有长处;中方则在电子及计算机、流体动力学、浅地层剖面声呐和测深测扫声呐的电子信号处理等方面优势明显。双方各展所长,确定了“CR-01”的总体方案。 

  1997年,“CR—01”将一面五星红旗送入5179米的太平洋海底。这一激动人心的成果被评为1997 年中国十大科技进展,荣获1997年中国科学院科技进步特等奖、1998年国家科技进步一等奖。1999年,作为“CR—01”副总设计师的封锡盛当选为中国工程院院士。 

  我还想再出一次海 

  迄今为止,封锡盛收获的国家科技进步二等奖以上奖励,共有10项,其中绝大多数,都经历过大海的波涛荡涤。 

  时间回到1995年,重达5000吨的中国“大洋1号”科学考察船在太平洋的巨浪间,就像一叶载浮载沉的扁舟。封锡盛等一众科研人员的心,也随着海浪剧烈颠簸。 

  将近一个小时了,眼前仪表盘上的数据一变不变,这意味着,海水之下的“CR—01”机器人,已经一个小时一动没动了。 

  这是“CR—01”的第一次海上试验,起初非常顺利,这个橙黄相间,状似鱼雷的家伙一头扎进水里,不断刷新着中国水下机器人的下潜深度。科学家们向它发出回归指令后,它也乖乖听命,一步步向上浮起,直到到达某一深度后,突然闹起了“罢工”。 

  “谁也不知道是什么原因。我们都快吓死了。” 

  作为一台“自治水下机器人(AUV)”,“CR—01”没有与母船连接的脐带缆,这就意味着一旦出现任何闪失,这台造价高达千万元,凝聚中外科学家无数心血的水下机器人,将彻底遗失在茫茫大海中。 

  好在一个多小时后,仪表上的数字再度跳动,科学家们转惊为喜,迎回了他们的心肝宝贝。 

  “每次海上试验都是惊心动魄的。那么珍贵的东西潜入水里,我们的心也都随着翻一个个儿,每次都生怕它们回不来。那种心情我至今不知如何描述。”封锡盛说,“但是事情过去了,再回想起来,就都变成了有滋有味的回忆。” 

  太平洋是无风三尺浪,5000吨重的巨轮进了大海的手掌心,也不过像个小小的玩具,被大浪抛过来又丢过去——苦了在船上工作的人们。 

  “走到船头吐一口,走到船尾吐一口。吃也吃不下,睡也睡不着,什么吃药、贴肚脐,统统不管用。” 

  跟晕车不同,人在海上一旦晕起来,无法得到片刻的缓解。左右摇摆的浪还好忍,上下起伏的“涌”最磨人。低频率的涌,让人的心脏都难以承受。 

  海上没有手机和网络信号,昂贵的越洋卫星电话,一般也舍不得打,只在有要事的时候才发电报跟陆地联系。 

  每天陪伴他们的只有海鸥。出海时落在桅杆上的那几只海鸥,在整个航程中始终都跟着这艘船,想去别处也没有它们落脚的地方。人和鸟之间,有点相依为命的味道。 

  大海是浪漫的,也是咆哮的;海上的生活是寂寞的,也是艰苦的。 

  但有时候,大海呈现出了另一番景象:清晨,火红的太阳从天际冉冉升起,放出万道金光,蓝色的波涛夹着雪白的浪花,起伏翻涌。甲板上,金顶黄袍的“CR—01”反射着晨曦霞光,仿佛还在回味昨晚圆满完成的深海之旅。望着它,封锡盛和他的同事们心潮澎湃,难以言表…… 

  “我们没有忘记,把这一喜讯告诉我们的老所长。”封锡盛说。“CR—01”获得成功后,全体试验队成员站立在甲板之侧,把伴着花瓣的蒋新松先生的骨灰撒进了太平洋,告慰他——他的遗愿已经实现。 

  在封锡盛眼里,这就是这个领域最美好的地方,平平淡淡的工作他不喜欢,就是这样有困难、有波折、有回忆的事业,才是他毕生的追求。 

  “我现在还常常想再出一次海,就是年纪大了,他们不让我去了。”他说。 

  中国的深潜史诗,人类的回乡之梦  

  如今,海试早已成了沈阳自动化所水下机器人团队的“家常便饭”,每年都有几百“人天(人数乘以天数)”在海上工作。 

  封锡盛的门下,也走出了许许多多被大海历练过的才俊。2012年6月24日,“蛟龙”号下潜到西太平洋马里亚纳海沟7062米深度,创造了国际上同类作业型载人潜水器下潜深度新的世界纪录。他的学生刘开周是“蛟龙”号载人潜水器控制系统的开发者之一,作为科研人员,冒着很大的风险参加了最初的下潜试验,被中共中央、国务院授予“深潜英雄”称号。 

  此外,他已经培养了30多名博士、硕士研究生,留在沈阳自动化所担任研究员的刘开周、徐红丽等毕业生,也都在继续为水下机器人事业而奋斗着。 

  2016年,我国第一次综合性万米深渊科考中,沈阳自动化所研制的“海斗”号水下机器人,两度下潜超过万米,实现了长达52分钟的马里亚纳海沟全海深坐底式探测。 

  “这条墨蓝色的狭带,就是马里亚纳海沟,最深处可达1.1万米。当年我们为了世界上97%的大海努力奋进。而我们的年轻人,已经挺进了剩下3%的险绝之境。”封锡盛的指尖落在世界海洋全图上颜色最深的地方,不无感慨地说。 

  作为国科大博士生导师,封锡盛告诉每一位学生:“在这里,老师会承担必要的责任,你们尽可放手大胆地发挥你们的才能,通过项目研究锻炼自己。人一生中只有短短几年,能有这样宽松的科研环境。希望你们珍惜这段时光,挥洒自己的才干。” 

  这份苦心没有被辜负,蒋新松、封锡盛等人薪火相传的水下机器人事业,正在年轻一代的手中发扬光大。 

  “人类来自海洋,但是人类已经无法返回故乡,海洋机器人正在圆人类回乡之梦。”说这话时,封锡盛的目光再一次落在办公室墙上的“海洋”。(《国科大》2019年第4期)


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