當(dāng)航行器在水空兩種介質(zhì)高速穿越時(shí)會(huì)受到?jīng)_擊作用，而這一涉及多學(xué)科交叉的復(fù)雜力學(xué)問(wèn)題應(yīng)該如何去研究，一直是橫亙?cè)诳缃橘|(zhì)領(lǐng)域的工程難題。隨著這一大型試驗(yàn)裝置的投入運(yùn)行，科研人員將一步步摸索水空穿越中的物理規(guī)律，也許更多未知的自然謎題將被解開(kāi)。
航行器高速穿越水面時(shí)會(huì)產(chǎn)生極大的沖擊載荷，航行器表面和尾部出現(xiàn)的空化氣泡和通氣氣泡交織在一起，導(dǎo)致航行器的受力和運(yùn)動(dòng)異常。這一現(xiàn)象因短暫和捕捉困難，始終無(wú)法深入探索研究，也因此成為了一項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，制約著該類(lèi)航行器的發(fā)展。
“啟動(dòng)！”隨著中心控制室的科研人員下達(dá)中控系統(tǒng)指令，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)平靜的水面掀起劇烈的波浪，水下暗流涌動(dòng)，航行器高速?zèng)_出水面，這驚濤駭浪的瞬間被中控室的科研人員盡收眼底?！拔覀兊膶?shí)驗(yàn)艙是真空的，實(shí)驗(yàn)室有5000多噸水，科研人員只需要在系統(tǒng)中設(shè)置參數(shù)，實(shí)驗(yàn)室就會(huì)造出不同的波、流，模擬不同的海洋環(huán)境?！币π芰两榻B。
該實(shí)驗(yàn)室建筑面積5500平方米，包含15個(gè)大系統(tǒng)，各類(lèi)設(shè)備近200臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜海洋環(huán)境模擬、超低氣壓模擬、水下高清觀(guān)測(cè)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)“一次減壓，連續(xù)試驗(yàn)”的大型水動(dòng)力試驗(yàn)設(shè)施，同時(shí)隨著試驗(yàn)系統(tǒng)不斷優(yōu)化，將逐步實(shí)現(xiàn)“一人指揮、自動(dòng)試驗(yàn)”的全自動(dòng)化試驗(yàn)流程，大幅提高試驗(yàn)效率，降低試驗(yàn)成本。
中控室大屏幕上同步展示的還有系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉的各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)與水聲專(zhuān)業(yè)的先進(jìn)聲學(xué)技術(shù)的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比，該裝置捕捉數(shù)據(jù)具有較高的精度，能夠滿(mǎn)足工程和科學(xué)研究使用。姚熊亮介紹，該裝置可以開(kāi)展高速、低速跨介質(zhì)模型試驗(yàn)或者部分原型實(shí)驗(yàn)、深水試驗(yàn)，涉及到流體力學(xué)、空泡動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等多個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的研究。
該裝置運(yùn)行后，姚熊亮總覺(jué)得時(shí)間不夠用，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)同時(shí)開(kāi)展多個(gè)前沿課題的研究，還有很多任務(wù)在排隊(duì)。“現(xiàn)在投入精力最多的是航行器出入水時(shí)出現(xiàn)的非線(xiàn)性非平穩(wěn)物理過(guò)程，我們必須通過(guò)大量模擬實(shí)驗(yàn)把相似性規(guī)律吃透了，不然這個(gè)數(shù)據(jù)很難運(yùn)用到實(shí)際的工程中?！迸c此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還聯(lián)合其他領(lǐng)域的專(zhuān)家開(kāi)展水下近場(chǎng)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)以及復(fù)合材料方面的研究。
圍繞大型試驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)室還衍生出一些小裝置，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。曾經(jīng)壓力測(cè)量需要將力轉(zhuǎn)化成電信號(hào)或運(yùn)動(dòng)信號(hào)，而如今科研人員可以實(shí)現(xiàn)波-波測(cè)量。“我們?cè)谘b置中輸入4個(gè)波就能測(cè)出我們這個(gè)航行體中的應(yīng)力波，再反推入射波?！?/p>
航行器復(fù)雜動(dòng)力學(xué)與控制試驗(yàn)與測(cè)試系統(tǒng)是哈工程牽頭，10余家單位共同參與，歷時(shí)10年時(shí)間建造完成的?！斑@個(gè)項(xiàng)目是學(xué)校船海學(xué)科實(shí)力的體現(xiàn)，戴遺山教授的勢(shì)流理論、李維揚(yáng)教授的流固耦合原理、黃勝教授的空化空泡理論，以及徐玉如院士的高度智能化倡導(dǎo)，均如實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一盞盞明燈，沒(méi)有這些理論的支撐，我們對(duì)于航行器的運(yùn)動(dòng)和受力的測(cè)量就是一句空話(huà)?？梢哉f(shuō)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是幾代船海人智慧的結(jié)晶?！币π芰琳f(shuō)，“我們一直以船海領(lǐng)域人才培養(yǎng)的搖籃著稱(chēng)，如今，我們也可以登陸上天了?！?/p> ]]>
據(jù)悉，海德威將投資1000余萬(wàn)元，聯(lián)合哈工程煙臺(tái)研究院，圍繞LNG、甲醇等新型船用能源開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)品測(cè)試和人才培養(yǎng)等一系列關(guān)鍵工作，共同打造滿(mǎn)足未來(lái)產(chǎn)品測(cè)試需求的智能化新能源綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，并將以此為契機(jī)，持續(xù)圍繞綠色船配生態(tài)開(kāi)展更為深入的合作，共同培育發(fā)展智能環(huán)保船配產(chǎn)品生態(tài)鏈。
船舶新燃料供給系統(tǒng)作為海德威的重要研發(fā)項(xiàng)目，于2016年啟動(dòng)研發(fā)并成立團(tuán)隊(duì)。截至目前，基于LNG和甲醇的新燃料供給系統(tǒng)，已接連取得主流船級(jí)社認(rèn)證并收獲市場(chǎng)認(rèn)可。
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深海水平式卡箍連接器
深海水平式卡箍連接器交付現(xiàn)場(chǎng)
人類(lèi)潛水最深的吉尼斯紀(jì)錄是332米，1500米的深海環(huán)境只能通過(guò)水下機(jī)器人（ROV）操作專(zhuān)用的連接裝備，實(shí)現(xiàn)水下生產(chǎn)設(shè)施之間的快速連接。在深水連接時(shí)，深海水平式卡箍連接器兩端的同軸度誤差不到0.2毫米。
水下機(jī)器人（ROV）正在自主操作連接器
水下機(jī)器人（ROV）操作鎖緊卡箍
團(tuán)隊(duì)研究人員正在測(cè)試Hot Stab接口
測(cè)試螺栓鎖緊情況
海工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電導(dǎo)線(xiàn)端子檢查工作
哈工程海洋文化館整合校內(nèi)“兩館一展一區(qū)”最終榜上有名。
哈爾濱工程大學(xué)海洋文化館堅(jiān)持以
“
科普服務(wù)、科普宣傳、科普教育
”為宗旨，依托學(xué)校“三海一核”特色學(xué)科優(yōu)勢(shì)，全面整合了學(xué)校的海洋教育資源，經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，目前校園內(nèi)已經(jīng)形成了
“
兩館一展一區(qū)”的科普教育格局?！皟绅^”
為我國(guó)高校首座海洋文化館和船舶博物館，“一展”為中國(guó)十大名船展，“一區(qū)”為大學(xué)生科技創(chuàng)新區(qū)。
最新數(shù)據(jù)顯示，近三年，以海洋文化館為核心的科普教育基地共接待社會(huì)公眾逾6萬(wàn)人次，其中以中小學(xué)生為主的青少年約占48%，走進(jìn)中小學(xué)開(kāi)展科普教育活動(dòng)110余次，累計(jì)受益近5000人。系統(tǒng)打造了科普教育基地，讓更多的高校學(xué)子、中小學(xué)生及社會(huì)公眾認(rèn)識(shí)海洋、了解海洋、關(guān)心海洋。
2017年海洋文化館被命名為全國(guó)海洋意識(shí)教育基地，2018年海洋文化館獲批黑龍江省中小學(xué)研學(xué)實(shí)踐教育基地，2019年“科創(chuàng)嘉年華活動(dòng)”獲評(píng)“全國(guó)科普日優(yōu)秀活動(dòng)”，2019年船舶博物館獲評(píng)全國(guó)海洋科普教育基地。
學(xué)校海洋文化館牽頭，聯(lián)合國(guó)內(nèi)涉海高校、科研院所、博物館，于2018年組建了“
全國(guó)海洋文化教育聯(lián)盟”，現(xiàn)有成員單位27家。
“海巡09”是我國(guó)目前噸位最大、裝備最先進(jìn)、綜合能力強(qiáng)的海巡船，具有世界領(lǐng)先水平。為了實(shí)現(xiàn)“海巡09”的智能船體結(jié)構(gòu)，必須要裝備一套能夠結(jié)構(gòu)健康狀況自我檢測(cè)的智能系統(tǒng)。
據(jù)介紹，該系統(tǒng)可通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前海況下船體與海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，對(duì)疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)船舶航行工況和結(jié)構(gòu)響應(yīng)特征，給出駕控決策和維護(hù)建議，具有砰擊識(shí)別、故障診斷、強(qiáng)度評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警、輔助決策等功能。
據(jù)悉，該系統(tǒng)已應(yīng)用于多艘高科技船和高性能船。
該裝備是國(guó)內(nèi)首臺(tái)套應(yīng)用于渤海油氣田開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)水下控制系統(tǒng)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同等水平，并通過(guò)挪威船級(jí)社（DNV）認(rèn)證。項(xiàng)目甲方中海油研究總院認(rèn)為，這標(biāo)志著我國(guó)高端海洋油氣關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化取得重要突破，開(kāi)辟了淺水油田作業(yè)新模式。
渤海石油礦藏豐富，但水上航道縱橫，無(wú)法采取傳統(tǒng)的海上平臺(tái)的直采方式，而使用水下生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海底油氣開(kāi)采并將油氣輸送到遠(yuǎn)距離海洋平臺(tái)是最佳途徑。在復(fù)雜的海底環(huán)境中，如何安全可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣開(kāi)采裝備的控制是核心關(guān)鍵，這項(xiàng)核心技術(shù)業(yè)內(nèi)被稱(chēng)為水下控制模塊（SCM）。
水下控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和裝備，僅被歐美少數(shù)幾家公司壟斷。因水下作業(yè)對(duì)設(shè)備安全性和可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求極高，一旦發(fā)生泄漏問(wèn)題，將對(duì)海洋生態(tài)造成嚴(yán)重?fù)p害。面對(duì)這項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)和高技術(shù)研究，國(guó)內(nèi)高校和研究單位極少涉及。甚至國(guó)內(nèi)外業(yè)界也有人認(rèn)為“這么高端的設(shè)備中國(guó)短時(shí)間造不出來(lái)”。學(xué)校水下作業(yè)技術(shù)與裝備研究所潛心鉆研，在渤海淺水油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，用三年的時(shí)間，攻克了水下控制系統(tǒng)的主要核心技術(shù)和裝備制造技術(shù)——水下控制模塊（SCM）。
水下控制系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)合照
水下控制模塊（SCM）作為水下控制系統(tǒng)的“大腦”，是一個(gè)機(jī)、電、液、光一體化的設(shè)備，從設(shè)備細(xì)節(jié)到整體系統(tǒng)都要經(jīng)受高溫、高壓、高強(qiáng)度沖擊振動(dòng)的考驗(yàn)，需解決多學(xué)科難題。
液壓上要求所有液壓元器件特別是液壓集成閥板承受10000psi的高壓，不允許有一絲一毫的滲漏。經(jīng)受住如此高壓，才能滿(mǎn)足設(shè)備水下作業(yè)需求條件?！斑@些直徑8mm液壓接頭，要承受700多公斤的重壓，相當(dāng)于兩個(gè)世界舉重冠軍的舉重成績(jī)。”研發(fā)人員賈鵬說(shuō)。電氣上要求全冗余化控制，控制系統(tǒng)要能承受70度高溫環(huán)境。機(jī)械上要解決14路液壓接頭和4路多芯電接頭同步精確對(duì)接和鎖緊問(wèn)題。這些難題均被團(tuán)隊(duì)一一攻克。
水下控制模塊
逢山開(kāi)路、遇水搭橋，水下作業(yè)技術(shù)與裝備研究所團(tuán)隊(duì)突破水下高壓集成式液壓閥板、水下多路液壓電氣回路自動(dòng)精確對(duì)接、鎖緊解鎖、SCM安裝及回收、雙SEM冗余控制、水下供電單元電力智能監(jiān)控和主控站多路數(shù)據(jù)處理等多項(xiàng)核心技術(shù)，成功研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水下控制模塊（SCM）、主控站、電力單元和安裝回收裝備，為水下油氣開(kāi)采成功研制出“最強(qiáng)大腦”。
水下控制系統(tǒng)的組裝與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
水下控制模塊順利完成對(duì)接試驗(yàn)
水下控制系統(tǒng)成功完成高壓艙測(cè)試
水下控制系統(tǒng)交付甲方
根據(jù)《MARPOL公約》附則VI修正案要求，自2023年開(kāi)始，現(xiàn)有及新造船需符合EEXI規(guī)則能效要求，而改造或安裝氣體減阻裝置成為提高船舶能效的主要手段之一。為此，公司科創(chuàng)小組今年4月成立“國(guó)際氣體減阻”項(xiàng)目組，主動(dòng)出擊，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，與哈爾濱工程大學(xué)聯(lián)合研發(fā)氣體減阻裝置。雙方人員從匹配船型選擇、減阻系統(tǒng)框架、氣泡氣層成型分析、氣體防逸方式到數(shù)字模型建立、模型縮尺比分析等方面入手，先后完成了水動(dòng)力分析等前期準(zhǔn)備工作，并通過(guò)三輪數(shù)模計(jì)算和數(shù)值修正，得出該減阻裝置減阻率理論值在10%以上結(jié)論，下一步雙方研發(fā)人員將以此為理論依據(jù)進(jìn)行船模拖拽實(shí)驗(yàn)及后續(xù)研發(fā)工作。
根據(jù)計(jì)劃，整套氣體減阻裝置將在年底完成試驗(yàn)樣機(jī)制作，屆時(shí)，公司將與長(zhǎng)期從事合作的修改裝及新造船船東一起研究產(chǎn)品市場(chǎng)方向，共同進(jìn)行氣體減阻裝置合作推廣。
氣層成型示意圖
阻力曲線(xiàn)(通氣前后)
https://v.qq.com/x/page/e3241oc5vpc.html
4月初，松花江某支流上長(zhǎng)10米寬10米的一座方形“碾冰機(jī)”，伴隨轟隆隆的風(fēng)機(jī)聲，所行之處“冰花四濺”，不斷擊碎河面厚達(dá)0.5米的冰殼，讓一江春水恢復(fù)奔流。這個(gè)狀如堡壘的“神器”是哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院極地工程與裝備技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)牽頭研發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)“冰區(qū)氣墊破冰平臺(tái)”，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
氣墊破冰是一種新型的破冰方式，具有破冰效率高、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。哈爾濱工程大學(xué)積極響應(yīng)“一帶一路”倡議，為滿(mǎn)足建設(shè)“冰上絲綢之路”的裝備技術(shù)需求，聯(lián)合國(guó)內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)單位，與氣墊破冰方面技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的俄羅斯大學(xué)和研究院通力合作，成功申報(bào)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃戰(zhàn)略性國(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目。
項(xiàng)目歷時(shí)3年，順利完成了冰區(qū)氣墊平臺(tái)總體設(shè)計(jì)、冰池試驗(yàn)及樣機(jī)研制和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等項(xiàng)目關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)探究新的破冰方式、提升破冰能力研究的水平、掌握極地氣墊運(yùn)輸平臺(tái)的設(shè)計(jì)技術(shù)等具有重要的意義，為后續(xù)研發(fā)“乘風(fēng)破冰”的極地氣墊破冰船奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
樣機(jī)平臺(tái)合攏后下水
該項(xiàng)目開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)與俄羅斯開(kāi)展氣墊破冰平臺(tái)合作研究和先進(jìn)適用技術(shù)的應(yīng)用示范，聯(lián)合提升我國(guó)與俄羅斯極地環(huán)境下航行的科技水平，為能夠在寒區(qū)低溫環(huán)境下水域破冰、并通過(guò)功能拓展可形成物資及人員轉(zhuǎn)運(yùn)、應(yīng)急救援及工程作業(yè)能力的新型極地裝備研發(fā)提供了有效支撐。
樣機(jī)破冰試驗(yàn)
水聲工程學(xué)院李海森教授牽頭完成的《系列化淺水多波束測(cè)深聲吶關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用》獲科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，物理與光電工程學(xué)院苑立波教授牽頭完成的《高精度光纖偏振器件測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用》獲技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
《系列化淺水多波束測(cè)深聲吶關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用》項(xiàng)目突破了高端淺水多波束測(cè)深聲吶高精度方位估計(jì)、沿航跡向合成孔徑處理、無(wú)安裝約束免校準(zhǔn)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高精度、超寬覆蓋、多功能一體化測(cè)量以及系列化設(shè)備研制、批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，使我國(guó)成為繼美國(guó)、挪威、德國(guó)等國(guó)之后突破該聲吶核心技術(shù)的少數(shù)國(guó)家之一。
此前已在南海島礁調(diào)查重大專(zhuān)項(xiàng)、中俄界河劃界、潿洲島航海安全保障、三亞某海域地形勘察、葫蘆島敏感物搜尋等數(shù)十項(xiàng)應(yīng)用中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。項(xiàng)目成果曾入選“十二五”國(guó)家科技創(chuàng)新成就展并受到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人檢閱，其綜合社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
《高精度光纖偏振器件測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目針對(duì)制約我國(guó)高性能光纖器件研發(fā)及應(yīng)用中測(cè)試與評(píng)估重大需求，打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，發(fā)明了高精度光纖偏振器件測(cè)試技術(shù)。
項(xiàng)目技術(shù)難度大，創(chuàng)新性強(qiáng)，成果已廣泛應(yīng)用于航天科工、航天科技、兵器工業(yè)、中國(guó)電科、中船重工等眾多陀螺研發(fā)單位，研制的核心器件和陀螺系統(tǒng)應(yīng)用于多個(gè)國(guó)家重大工程和重點(diǎn)武器型號(hào)，獲得了顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，全面提升了我國(guó)高精度光纖陀螺核心器件、光路和系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用水平，為我國(guó)超高精度光纖陀螺全面實(shí)現(xiàn)自主可控奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
哈工程立項(xiàng)項(xiàng)目一覽表
經(jīng)專(zhuān)家綜合評(píng)議及公示，此次845個(gè)項(xiàng)目被認(rèn)定為第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，包括273個(gè)綜合改革類(lèi)項(xiàng)目和572個(gè)專(zhuān)業(yè)改革類(lèi)項(xiàng)目。
為扎實(shí)推進(jìn)新工科建設(shè)，教育部于今年3月啟動(dòng)了第二批項(xiàng)目申報(bào)工作。學(xué)校高度重視，精心籌劃，積極拓寬申報(bào)渠道，根據(jù)教育部工作安排，通過(guò)校內(nèi)遴選，推薦項(xiàng)目3項(xiàng)；作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及牽頭單位，通過(guò)教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、各類(lèi)行業(yè)協(xié)會(huì)等推薦項(xiàng)目3項(xiàng)，均獲入選。
此次6個(gè)入選項(xiàng)目，涉及專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、多學(xué)科交叉、創(chuàng)新協(xié)同育人等多個(gè)領(lǐng)域，尤其在智慧海洋、海洋信息工程、海洋機(jī)器人領(lǐng)域展現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)特色，既有力拓展了學(xué)校新工科項(xiàng)目建設(shè)的廣度和深度，又充分體現(xiàn)學(xué)校在船海方向的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和育人特色
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