国内首次!哈工程科研团队助力“一站式”火箭海上发射
日前,哈工程船舶学院一个平均年龄28岁
成员主要是学生的科研团队
圆满完成我国首次
一站式火箭海上发射数据监测任务
团队以最新科研成果培育创新人才
让学生“站在老师肩膀上”
深入到工程实践应用中
集智做真科研,创新解真难题
4月30日,长征十一号运载火箭在我国黄海海域,以“一箭五星”方式托举吉林一号高分系列卫星点火升空,发射取得圆满成功。哈工程科研团队在此次发射任务中通过对发射船甲板、火箭发射架等进行结构动态监测,对我国海上发射的安全性提供了有效数据支撑。
▲长十一火箭点火升空
攻坚克难冒着狂风暴雨抢数据
今年3月,团队接到协助完成“一箭五星”海上火箭发射测试任务,需要应用团队前期研发的振动噪声试验评估系统。这已经不是团队第一次助力海上发射,2年前,就圆满完成了国内首次海上发射全过程的冲击响应数据采集任务。
海上发射不同于陆基发射,复杂的海洋环境对火箭运输及发射过程安全性挑战巨大,因此,对火箭发射船动态响应的数据监测尤为重要。
▲长十一火箭整装待发
此次海上发射是我国首次尝试总装、总测、出港、发射一体化的“一站式”发射,与此前任务相比,工作周期大大缩短,团队要在24小时内布置完成所有测点,约为2000米量级的数据线布置。
团队需要在一个月的时间优化算法、升级系统、仿真计算、布置测点等一系列工作。由于受到疫情影响,具有监测经验的成员无法到达现场,种种因素给了团队前所未有的挑战。
“我们分工合作,多项工作齐头并进。”团队成员高聪介绍。针对此次任务的特殊性,团队研发的振动噪声试验评估系统需要长时间稳定地完成大量数据采集。团队结合第一次的实船测试经验,对系统进行程序化开发,经过一轮轮的算法优化、调试,升级后的评估软件终于达到了设计预期指标。
另一边,为了克服疫情影响,有实战经验的学生为进入现场的三位学生开展试验仪器远程培训,通过一个月的准备,他们掌握了测试的操作流程和注意点。同时,四位研究生对火箭发射船冲击响应进行对标分析,经过半个月的反复计算,排除了半数以上非必要测点,找到冲击振动响应的薄弱环节,为现场高效布置测试点做了充分准备。
“同学们,布置测点时间紧迫,必须选取最有意义的测点先行布置!”“测试现场可能会下大雨,一定要做好设备、传感器的防风、防水工作!” 测试团队郎济才研究员和王娜高工叮嘱道。虽然团队成员大部分在几千公里之外的哈尔滨,但充分的前期准备工作让前方学生和后方成员配合默契,顺利完成了各项监测工作。
▲团队郎济才研究员和王娜高工现场指导测试工作
然而,发射船离港第三天时,突遇阵风9级的恶劣海况,集装箱外狂风暴雨呼啸而过。尽管仪器经过了完备的防风防水防浪措施,但王逸纯和汪世界两位成员还是很担心传感器和数据线能否能经的住雨水的侵袭。他们更加明白恶劣海况下发射船的监测数据十分珍贵,这组数据的获得对于发射船基础参数的获取具有重要意义,二人决定迎难而上。
由于风雨交加、海况恶劣,团队成员迎难而上,经过一个小时的奋战,测试团队完成了对发射架、甲板动态响应等各类数据进行全方位测试,获得了第一手实船测试数据资料,填补了国内恶劣海况下发射船结构及发射架动态响应等基础数据的空白,为我国首艘海上发射船的建造提供基础参数,也为后续火箭海上运输及发射提供参考依据。
▲团队学生进行现场测试工作
“7个1”目标牵引锻造创新型人才
很难想象,这个能够研发出与国外知名振动噪声试验评估系统精度相当,实现关键技术装备自主可控的团队,主力都是学生。
导师庞福振教授介绍:“科技创新的探索可以停留在天马行空的想象层面,但无论想象有多远,最终必须用这些创新想法解决实际问题,将学生引导到具体工程实践中,涵养创新精神,通过真刀真枪的科研任务培养锻造创新型人才。”
学生进入团队后,就在老师的引导下进入真实的科研项目中解决真问题,大到国家级项目,小到横向课题,学生们都从鲜活的一线科研中汲取营养,确定自己的研究方向,从科研项目凝练学术问题,把握科学研究的主攻方向。
学生们进入团队时都要明确“7个1”的努力目标:干好1科研、发好1篇文、申好1专利、写好1个本、谋好1件事、把好1方向、带好1个队。从什么都不懂开始到成长为团队中不可或缺中坚力量,每一位同学都经历了破茧成蝶的蜕变。
庞福振介绍,目前,团队中90%以上的学生都有参研国家自然科学、工程项目等课题经历,近一半的学生具备扎实的科研理论基础和一定的技术创新能力,能够独立带队。
虽然大家的分工和研究方向不同,但是在科研过程中,学生们亲身体会到合作的重要性,大家紧密围绕船舶减振降噪国家重大战略需求,开展船舶结构振动噪声、船舶结构动力学等基础及应用研究。为了同一个目标集智攻关,学生们即使在寒暑假期间,也不间断地进行科研攻关,一轮轮优化算法,反复调试试验,最终突破了激励载荷分析、模型简化、边界条件模拟等关键技术。
高聪介绍:“团队从2008年开始从事船舶及海洋平台结构振动噪声预报评估与控制研究,从刚开始人员少、设备少,摸不到门路,到逐渐发展壮大,再到如今实现船舶结构振动噪声预报评估系统核心关键技术100%自主可控,经历了两代人十余年的奋斗努力。”
学生们在科研项目历练中,专业知识和科研能力都得到了快速提升,毕业后实现了从学校教育到企业岗位的 “零差距”和“无缝对接”。如今,团队学生毕业后大多就业于高校和行业内的各研究院所,在入职短时间内就快速胜任工作,很多人已在单位承担主要科研项目,成为技术骨干。
“传帮带”悉心打磨
“做科研的一把好手”
大部分学生刚进入实验室时由于缺乏科研经验而迷茫,团队的一套独特培养模式让学生能快速入门。
起初,刚到团队的高聪说不清楚自己的领域搞的是什么研究,有什么用,老师告诉他每周至少精度2篇文献,浅读10篇文献,“追求深度与广度的结合,书读百遍,其义自见。”
“科研是一个由量变到质变的过程,从最开始读第1篇论文时你可能没有任何头绪,读到数十篇论文有一点想法,再到读完数百篇论文达到一定的知识储备。”靠着阅读文献,与老师、学长探讨,高聪入了门,并慢慢明确了自己的研究方向。
在陪同老师实地进行振动噪声测试时,高聪给自己定下了目标,一定要掌握一种船舶振动噪声快速预报方法。为了实现目标,他把自己关在实验室研究基础理论,一待就是几个月。看到团队师兄们一项项科研成果落地,他也曾动摇,是否要在既定的方向上继续下去。
“科研是一个螺旋式的上升过程,不要怕失败,要不厌其烦地反复计算、试验、修改,确保科研的质量。”团队有一个“传帮带”的传统,高年级学生在一线科研任务中对低年级学生传授经验。高聪的师兄通过自身经历分享,让高聪明白,科研就是要坐住冷板凳。他静下心来,再次投入到基础理论的推导中。
团队有一个被新成员称为“魔鬼时间”的固定活动,那就是每周都会开展的组内学术交流会议,老师要求不管是新成员还是老成员都要发言。起初,新人很不适应,但是慢慢地,在这种近乎严厉的“逼迫”下,同学们被推着去发现问题,思考问题,创新能力也得到提升。从打破窘境,到逐渐熟悉,再到侃侃而谈,潜移默化中,同学们的学术水平和科研能力都得到了快速提升。
“科研项目就是要不断磨砺、发现、总结,每一位同学都要经历由惑至不惑,由无知到有知再到深知的过程。”如今“过来人”高聪这样勉励团队新成员。高聪用稳扎稳打的四年时间积累了1项科技成果鉴定,10余篇学术论文,7项发明专利和3项软件著作权,参与我国10余型装备的振动噪声预报评估,已成为团队骨干,在一次科研任务中,被上级领导赞扬“是做科研的一把好手”。
近年来,团队获国家技术发明二等奖1项、省部级科技奖9项;团队学生获中国“最美大学生”“全国向上向善好青年”“黑龙江省三好学生”等荣誉称号,获省部级科技进步一等奖3人次。
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哈尔滨工程大学
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撰文 | 朱虹
排版 | 付智聪
责编 | 霍萍
审核 | 吕冬诗 金声