哈工程水聲通信與定位技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊獲2024年全國青年五四獎?wù)?
地球上存在數(shù)千年的幽藍(lán)色純凈的北極冰川之下有哪些奧秘？全球溫室效應(yīng)對冰川的消融有哪些影響……帶著這些長期困擾全球科學(xué)家的疑問，2023年，搭載哈爾濱工程大學(xué)科研團(tuán)隊自主研發(fā)的多波束冰形探測聲納，哈工程“星海1000”極地探測無人潛器深潛于北極冰蓋之下，我國科研人員首次清晰地觀測北極海冰冰底形態(tài)，獲取了大量關(guān)鍵海洋參數(shù)信息，豐富了北極海洋信息數(shù)據(jù)庫，為我國有效應(yīng)對全球氣候變化的影響提供數(shù)據(jù)支撐。
研發(fā)這一探極“利器”的哈爾濱工程大學(xué)水聲通信與定位技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊榮獲2024年全國青年五四獎?wù)拢瑘F(tuán)隊研制的系列水聲高端裝備能為萬米之下的深海潛器精確定位，探幽極地冰層水下信息，打造深?；ヂ?lián)網(wǎng)。
實現(xiàn)“大海撈針”和深?！巴ㄔ挕?/strong>
水聲通信與定位技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊是一支充滿青春動力的團(tuán)隊，其研發(fā)的一系列水聲領(lǐng)域“拳頭”設(shè)備，使深海裝備“耳聰目明”，精準(zhǔn)定位水下目標(biāo)，讓“大海撈針”的傳說變?yōu)楝F(xiàn)實；準(zhǔn)確收發(fā)深海信號，讓海底也能“打電話”。
20多年前，中國的水下裝備安裝的水聲定位系統(tǒng)基本依賴進(jìn)口，中國的深海水下定位技術(shù)基本處于空白。為了改變這種局面，孫大軍教授帶領(lǐng)青年教師從基礎(chǔ)理論研究做起，一步步穩(wěn)扎穩(wěn)打，實現(xiàn)了從原始理論到技術(shù)研發(fā)再到實際應(yīng)用的全鏈條科技創(chuàng)新。團(tuán)隊研發(fā)的多型深海高精度水聲定位系統(tǒng)已裝配于多數(shù)中國科考船上，為深潛探淵數(shù)千米的“蛟龍?zhí)枴薄吧詈Ｓ率刻枴焙妥兹f米的“奮斗者號”“悟空號”裝上目光如炬的“眼睛”，為眾多國之重器研發(fā)的水聲定位系統(tǒng)可以精準(zhǔn)定位范圍在1米以內(nèi)的目標(biāo)。
要讓國之重器在深海之下不但“看”得準(zhǔn)，還要“聽”得清。讓中國的“耳朵”聽懂大海的聲音是幾代哈工程水聲人孜孜以求的夙愿。喬鋼教授帶領(lǐng)青年骨干針對水下復(fù)雜環(huán)境對聲信號傳播的嚴(yán)重影響，以及水聲通信在質(zhì)量、效率和組網(wǎng)能力等方面難以滿足探索海洋需求的難題，發(fā)明了水下多用戶、全雙工的水聲通信方法，并研制了國際上首創(chuàng)的具有全雙工通信能力和組網(wǎng)能力的水聲通信機(jī)，解決了過去水下聲通信中收發(fā)不能同時進(jìn)行的問題，讓水聲通信從“對講機(jī)”時代走到“電話機(jī)”時代。
成為探索北極冰川的開路先鋒
“每完成水聲領(lǐng)域一項技術(shù)突破，就可以推進(jìn)海洋強(qiáng)國建設(shè)與海洋命運共同體建設(shè)前進(jìn)一大步?！痹谝缶磦ソ淌趲ьI(lǐng)下，團(tuán)隊將探索的目光瞄準(zhǔn)極地，自2014年起，在國內(nèi)率先開展冰下聲場特性及冰下探測與通信技術(shù)研究，尤其是跨冰層介質(zhì)的冰下通信、探測與定位一體化技術(shù)。殷敬偉教授帶領(lǐng)團(tuán)隊成員冒著低溫嚴(yán)寒破冰做測試，開展極地特殊環(huán)境中水聲技術(shù)的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備研制方向的開拓，牽頭啟動了相關(guān)重大專項論證，多次組織實施冰下聲學(xué)試驗，驗證相關(guān)理論模型和關(guān)鍵技術(shù)，有力推動了我國極地聲學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。
為了獲取極地水聲第一手的研究數(shù)據(jù)，2018年，團(tuán)隊選派韓笑教授隨“雪龍”號進(jìn)行科學(xué)考察，采用團(tuán)隊自主研發(fā)的實驗儀器設(shè)備，開展極地冰下噪聲場、聲傳播特性、冰下水聲通信等方面的研究，圓滿完成極地冰下聲學(xué)試驗。團(tuán)隊又馬不停蹄地投入到對北極海冰的研究探索中，自主研發(fā)的多波束冰形探測聲納開展冰下冰形冰貌探測，為人類探索極地未知領(lǐng)域提供了有力的技術(shù)支撐。
練就為國“聽聲”的定力
團(tuán)隊開展的科研幾乎都是中國乃至世界水聲領(lǐng)域的無人區(qū)，需要從零開始。孫大軍教授常說：“從技術(shù)到應(yīng)用有一段漫長的路要走?！贝饲?，團(tuán)隊承擔(dān)一項國家863項目，為科考船研發(fā)超短基線定位系統(tǒng)。在實驗室里經(jīng)過了無數(shù)次的原理計算、水池實驗，都沒有問題，可是到了復(fù)雜多變的深海環(huán)境，就是抓不到信號，無法穩(wěn)定跟蹤。孫大軍教授廢寢忘食地反復(fù)排查、調(diào)整參數(shù)，終于解決了問題。
團(tuán)隊面向水聲學(xué)科前沿和國家戰(zhàn)略需求，深入遠(yuǎn)洋深海、海島邊陲，年均試驗時間超200天，逢年過節(jié)遙望親人是常態(tài)?！皧^斗者”號在2020年成功坐底萬米之下的馬里亞納海溝時，團(tuán)隊成員承受著惡劣海況暈船帶來的不適，一邊嘔吐一邊為潛器深海定位做保障，近30天的科考結(jié)束時，團(tuán)隊成員平均每人瘦了10多斤。
霍萍 哈爾濱日報記者 王鐵軍
