作者:黄辛 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/12/12 9:36:02
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“船舶设计大师”何炎平教授:情系海洋强国梦

 

今年11月,上海交通大学何炎平研究员在内的8位专家被授予了“船舶设计大师”荣誉称号。“船舶设计大师”荣誉称号主要表彰在船舶与海洋工程专业领域做出突出贡献的船舶设计专家,是船舶与海洋工程设计科学技术方面的最高学术称号,为终身荣誉,每两年评选一次。何炎平是高校中首位获此殊荣的学者。

何炎平是上海交通大学船舶与海洋工程设计研究所所长。自1996年参加工作以来,他秉承研究所的理论基础好、重视技术创新和从事实船设计的优良传统,结合国家战略、经济建设和重大基础工程建设需求,致力于船型开发、海洋平台开发、作业设备开发和设计技术研究等工程设计与科学研究工作。何炎平主持或参加了百余艘船舶或海洋工程装备的设计,负责船舶总体设计、特殊作业装备开发和作业机理研究,十余型船舶或海洋平台为国内首次开发,多项研发成果获教育部、上海市和中国航海科技奖。在科学研究方面,何炎平主持或参加了多个国家九七三、自然科学基金、工信部高技术船舶以及国家支撑计划等的科研项目。

铸造大国重器,打破国际垄断:研发设计中国海上大型挖泥船

对于成果丰硕的何炎平来说,主持研发、设计系列海上大型挖泥船,无疑是科研生涯中的一大亮点,也在中国高端装备制造业、现代疏浚业的发展历程中留下了浓墨重彩的一笔。

疏浚业是国家经济建设和社会发展的重要行业,涉及沿海和内河的港口航道建设与维护、临海工业区建设、沿海城市发展、取沙、采矿、围海造地、水利防洪清淤以及环境保护和改善等多方面。如今,中国年疏浚量已超16亿立方米,是少数几个能够自主开展大规模吹填造陆和航道疏浚工程的国家之一。

大型绞吸挖泥船是疏浚行业的最重要船型之一,是结构复杂、技术含量高的特种工程船。然而,在2000年之前,中国的大型挖泥船还是主要选择国外建造引进的方式。相关疏浚船舶设计制造公司为了获得高额利润,进行技术封锁,仅向我国提供整船。1966年从荷兰引进自航耙吸船“津航浚102”轮时,中交天航局曾花费了折合4吨黄金的高价。

依赖进口不仅需要巨额资金和不能掌握关键技术,而且因相关公司的生产能力有限,不能满足国内基础建设和参与国际竞争的需求,严重限制了我国疏浚企业发展。2002年,为满足长江口工程建设需要,上海交大与上海航道局率先开展了海上大型绞吸挖泥船的研制,2004年建成国内首艘自主设计、自主建造的大型绞吸挖泥船“航绞2001”,她的成功建成和投产为中国自主设计建造大型先进绞吸船积累了宝贵经验,揭开了自主设计建造的序幕。

第一次“吃螃蟹”的过程并不轻松。回忆起当时的情形,何炎平感慨不已,“我们从2002年开始商讨设计方案,实地调研了国内所有的船型,不断修改完善,那时候很多技术和设备还要依赖进口,毕竟是受制于人,经过几次颠覆性修改才把相关的方案敲定下来。”

有了第一艘大型绞吸挖泥船的突破,之后的发展边驶上了高速路。由于“航绞2001”的成功研制,设计所团队在绞吸挖泥船核心技术方面越来越成熟。研究所先后设计了国内首艘水下泵、绞刀与绞车采用变频驱动和采用刚性长轴驱动绞刀的“宇大1号”,时为亚洲最大的“天麒号”和“天麟号”非自航绞吸挖泥船,“铁建绞01”、“长狮10”和“新海豚2”大功率绞刀非自航绞吸挖泥船,“天骅”、“天骥”、“天杉”和“天柏”四艘全电高效绞吸挖泥姊妹船,世界最大的非自航绞吸挖泥船“新海旭”和“新海阳”, “海阳”、“海旭”、“海神浚”和“顶峰浚”等十余艘两泵紧凑型绞吸挖泥船,长江口专用绞吸挖泥船“青草沙”和“浏河沙”等等。在大型绞吸挖泥船船型开发的过程中,团队持续引入和使用新技术、新产品和新材料,不断突破和创新,先后引入了电轴、变频、双电机驱动和超长轴驱动等技术,自2002年至今共设计了六十多艘绞吸挖泥船,使得上海交大占据了60%以上的绞吸挖泥船国内设计份额。

通过“天鲸号”及五十六艘大型绞吸挖泥船的成功建造,我国大型绞吸挖泥船设计建造实力得到突飞猛进的发展,自主创新能力显著提升,多项技术达世界领先水平。年设计挖泥能力超过10亿立方米,形成了不同驱动形式、不同作业能力和不同定位方式等完整绞吸挖泥船船型系列,带动了疏浚行业装备技术与产业的高速发展,实现了我国大型绞吸挖泥船从“被封锁”到“出口管制”的历史性跨越。

助力工程建设,服务国家战略:大型挖泥船效用卓著

系列海上大型绞吸挖泥船在远海岛礁建设、一带一路国内外港口、长江航道等基础设施建设工程中发挥了重大作用,为我国领土/领海权益维护和重大基础设施建设提供了大国重器,有力助推了“一带一路”、长江经济带和京津冀协同发展等国家战略。

在国内基础设施建设方面,设计所团队研制的大型绞吸挖泥船先后在上海洋山深水港工程、长江口整治工程、曹妃甸首钢工程、环渤海湾经济带建设、粤港澳大湾区建设等工程中发挥了重大作用,为我国航道疏浚、填海造地和港口码头建设等作出了极大的贡献。以首钢搬迁建设为例。为了2008年奥运会和还首都人民一个蓝天,国家决定把首都钢铁公司搬到渤海湾的曹妃甸海边,要在海边吹填100多平方公里作为首钢的新厂址,需要几亿立方米的沙土。该工程时间紧,任务重,最远取沙距离超过10公里,上海交大与天津航道局研制的海上大型绞吸挖泥船在该工程中起到了决定性作用,完成了绝大多数的吹填土方量,成了建设的主力军。

目光转向深蓝,中国既是一个陆地大国,又是一个海洋大国,拥有近300万平方公里的海洋国土,是世界上海岛最多的国家之一。在远海岛礁建设中,设计所团队研制的系列海上大型绞吸挖泥船,经受住了远海高温、高盐、高湿环境的检验,在极为恶劣的土质工况、自然工况条件下依靠强大挖掘能力打通坚硬环礁口门,在不到20个月内吹填造岛近14平方公里,创造了世人瞩目的中国速度,在岛礁建设工程中发挥了不可替代的关键作用。

随着国内疏浚市场日渐饱和,大国重器用武之地的空间在哪里?“一带一路”倡议无疑指明了新航向。曾几何时,荷兰、比利时等国的四大疏浚公司拥有庞大的挖泥船团队,长期垄断亚洲、非洲疏浚市场。然而,自2005年以来,乘着“一带一路”的东风,设计所团队研制的海上大型绞吸式挖泥船承担了海外工程21项,足迹遍布亚洲、非洲、南美洲等十七个国家。巴基斯坦卡姆西发电厂港池与航道疏浚工程、伊朗阿巴斯港工程、新加坡集结地吹填等项目亮点不断;沙特吉赞人工岛疏浚项目,有力推动吉赞经济城的整体施工进度;马来西亚关丹深水港项目,提升东海岸及马来西亚的经济发展;阿尔及利亚舍尔沙勒新港口项目,建成后将成为地中海最大的海上运输中心,也被称作“通往亚洲之门”……上海交大研制的海上大型绞吸挖泥船凭借着过硬的技术实力,在海外擎起了中国疏浚装备的旗帜,为融通中国梦与世界梦、实践人类命运共同体的伟大事业助力。

这一系列海上大型绞吸挖泥船的背后,凝聚着上海交通大学船舶与海洋工程设计研究所全体设计人员的智慧和汗水,承载着船舶与海洋工程专业几代人的为国奋斗的抱负和决心。

乘改革开放东风,图海洋强国之志,杨槱教授于1978年创办了船舶与海洋工程设计研究所并担任首任所长,经过四十年的发展,目前设计所团队拥有包括船舶总体、结构、建造工艺、轮机电气等在内的各专业科技人员,其中教授、副教授、研究员和高级工程师等具有高级职称的人员二十余人,杨槱院士担任团队的技术顾问,何炎平为现任所长。设计所团队成长的四十年,是顺应改革开放需求、服务国家重大工程建设、培养海洋强国人才的四十年。

 
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