正文
中國潛艇破解大深度航行難題生存能力大幅提升
2008年01月10日 科技日報 梅銘宏 冉紅斌 方高明 本報記者唐先武
資料圖：中國海軍改進型宋級潛艇出水瞬間
資料圖：中國最新071級登陸艦
2007年10月31日下午15時，北京釣魚台國賓館。何梁何利基金本年度頒獎大會隆重舉行。來自海軍裝備研究院某研究所研究員、博士生導師馬騁，健步上台領取青年創新獎。站在領獎台上，此時此刻，他的腦海中湧動的，不是收獲的喜悅，而是一幕幕創新開拓的曲折與艱辛……
機會垂青了“摳門人”
創業維艱。
馬騁的創新之路並非一帆風順，特別是起步階段，時值一個特殊時期，科研課題比較少，科研經費十分緊張。在出差做試驗過程中，他從來不坐飛機，乘火車都是坐硬座，住宿往往擠通鋪。在試驗場，如果試驗時間稍長，他還會找來鍋碗瓢盆，自己做飯吃，以便省下幾個錢來。但正是這樣的“摳門”，讓他有了個大發明。
事情還得從一次調研說起。1990年初，馬騁到艦艇部隊調研時發現，現役艦艇普遍存在主機功率不足、航速達不到設計指標的問題，常常導致主機故障甚至損壞。官兵們對此苦惱不已。有一位艇長拉著他的手說：“你要是能把這個問題解決了，我帶領全艇官兵列隊向你鳴笛致敬！”
回來後，他向單位領導上交了厚厚一份調研報告，並申請立項。此後，他多次到該型艦艇進行深入細致的調研，對主機設備進行了大量的技術分析，認定造成主機功率貯備不足問題的主要原因是主機與推進器某裝置係統不匹配引起的，可以通過改進該裝置來提高主機的功率。
技術上要創新，首先在理論上要有突破。通過查閱大量的相關資料和幾十萬字的筆記，他判斷造成能量損失的症結可能是該裝置高速旋轉時產生的強大渦流。
有了理論依據，馬騁馬不停蹄地趕到上海交通大學，進行實驗論證。通過實驗發現，該裝置傳統的流線型在高速運轉時，容易在推進器根附近產生旋轉中心，從而誘發大量空泡，導致能量損失。實驗證實理論推斷是正確的。興奮之餘，他堅信給該裝置“動手術”一定有“油水”可撈。
但是，他帶領課題組先後設計出多種改進型的裝置，進行了數十次的試驗，成效仍然不大。由於當時科研經費相當緊張，在做一次常規測速試驗時，他沒有舍得另外加工一個成品模型，而是將就著使用了一個以前加工時留下的次品模型。機會總是垂青那些有準備的人。試驗開始後，他手裏拿著的記錄表格不小心掉到了水筒的測試設備上，緊接著朝水筒裏看，奇跡出現了：咦！讓大家寢食不安的氣泡怎麽不見了？他使勁揉了揉眼睛，裝置模型仍在高速旋轉，而尾部隻有少量的氣泡。“停車！”他邊喊邊放水卸下了測試觀察蓋，拆下模型一看，原來是一個非流線型的次品模型。
意外的收獲讓馬騁驚喜萬分，很快又做了一個類似的非流線型的裝置進行試驗，結果不但氣泡消失了，而且新裝置的效率要比傳統裝置的效率高出許多。
他又從實驗結果回到理論上去思考這一看似不合常理的問題：為什麽傳統流線型的裝置會產生損失能量的氣泡？而非流線型的裝置卻不會產生氣泡？
為了從理論上也得到充分的答案，他查閱了流體力學的大量資料，多次回到母校請教導師。經反複對比分析和從高原煮飯煮不熟等原理進行類比分析，最終確認傳統的流線型裝置在水中高速旋轉時，產生了極低壓區，附近的水在常溫下也就汽化了，形成了我們看見的氣泡，不但損失了能量，而且產生了噪聲。而非流線型裝置恰巧破壞了旋轉中心的形成條件，削弱了低壓區，水產生不了氣泡。
課題組的同誌逗樂他：“你這次的摳門可真是用到了點子上！”此後，經實船測試，結果令人欣喜。改裝前與改裝後相比，航速提高了，油耗降低了，節能效果達到6.0%—11.0%，解決了主機功率不足、航速達不到設計指標的問題。而資料表明，國外同類裝置節能改裝後，節能效果隻達到2.0%—8.4%。
小發明產生了大效益。有人算了一筆賬：我國目前擁有各類運輸船舶30餘萬艘，年消耗燃油逾千萬噸，若全部裝上這種新型裝置，每年可節省燃油數十萬噸，價值逾億元。而當時，這項試驗的啟動經費隻有區區3萬元。該成果1995年獲得了軍隊進步一等獎，並位列於全軍科技進步一等獎的榜首，同年獲得國家發明專利；1997年獲得國家技術發明二等獎。
捅破經典這層“窗戶紙”
創新，是科研的生命所係，隻有起點，永無終點。要趕超世界軍事強國的先進水平，自主創新是唯一的出路。
科研創新，既要尊重傳統的學說流派，更要尊重事物本質的客觀規律。
在能源日益匱乏的當今世界，節能減排技術是國際性熱點和難點，也是多少代科研人員不懈追求破解的難關。船舶節能技術，國外已經發展多年，多項領域已成經典學說。而我國這項技術才剛剛起步。
從1996年起，馬騁就盯上這塊硬骨頭啃上了。從此，他沒有白天黑夜之分，人像著了魔，一邊鑽研，一邊學習。學然後知不足。現代科技的發展，交叉融合是大勢所趨。他不斷用知識提升自己。繼攻讀華中科技大學計算機應用專業碩士學位後，又繼續攻讀哈爾濱工程大學船舶推進流體力學專業的博士學位。
很多人都很注意學習和尊重經典。什麽叫經典？經典就是不經證明而人們常常引用的知識。一個人不可不懂經典，但是過分迷信經典的人，就會錯過一些重大發現的機會！
海試中的國產新型元級潛艇
馬騁相信經典但絕不迷信經典。通過多年努力，他從艦船螺旋槳與舵水動力幹擾研究入手，突破傳統的僅對螺旋槳和舵分別改進以提高其性能的設計思想，重點針對船舶快速性與船舶操縱性兩學科的交叉點開展研究。
也許，經典真就是一層窗戶紙，捅破以後，外麵會是一個更加美麗的世界。他深入分析了船後螺旋槳、舵及附體的精細流場及其流場幹涉規律，在國際上首次提出並采用螺旋槳—舵—舵附體推進組合體設計法，填補了槳舵幹擾研究領域的空白，突破傳統經典設計禁區，又一項發明誕生了！
他發明的船舶不對稱扭曲型舵球，技術結構簡單、投資小、效益高，經濟效益和投資費用比達78倍。實現了推進組合體內部各單元的合理匹配，減少了螺旋槳因旋轉尾流造成的能量損失，提高了舵效，顯著提高了螺旋槳效益和主機功率儲備，解決了部分現役船舶主機功率儲備不足的問題，實船應用節能達5%以上，同時提高了船舶操縱性，取得了重大的軍事、經濟效益，已在海軍艦船上推廣應用，2006年獲國家技術發明二等獎。
給蛟龍裝上“安全閥”
位卑未敢忘憂國。
從小生長在杭州灣西子湖畔的馬騁，卻向往著波濤洶湧的大海。每每想到《甲午風雲》，想到那獵獵飄揚的龍旗隨北洋海軍的全軍覆沒而沒入波濤，他的心中永遠在痛。
攜筆從戎去！報考大學時，他第一誌願就是海軍工程大學造船係潛艇設計專業。以優異成績畢業後，他分配到海軍裝備研究院某研究所。從此，他就進入了我海軍潛艇裝備科研的第一線。
“核潛艇一萬年也要搞出來！”當年偉人的號召，使我海軍有了水下利劍。然而，上世紀六七十年代設計建造的核潛艇，受時代和技術的局限，存在一些隱患。在潛艇核動力裝置安全分析課題研究中，作為項目負責人,領導項目組，以現代的核安全觀點，針對核反應堆、專設安全設施、放射性廢物管理和事故分析等直接影響核安全的諸多方麵內容進行了追溯性分析研究，開展了追溯性安全分析，建立了追溯性安全分析準則和評價體係，發現了影響潛艇核安全的幾大技術隱患並提出了解決方案，解決了長期困擾並嚴重影響我核潛艇安全運行使用的重大技術難題。這項成果已推廣應用，2003年獲軍隊科技進步一等獎。
長期以來，由於潛艇裝備和維修保養存在的問題，在執勤中我潛艇一般控製在某個深度以內航行，極易被反潛兵力發現和跟蹤，嚴重威脅到潛艇的隱蔽和安全。
馬騁清醒地認識到，為確保潛艇的隱蔽，必須攻克深潛和大深度航行這個世界性難題。如何實現潛艇的安全？如何對官兵的生命負責？作為項目負責人，他寢食不安。
針對潛艇在長期服役之後極限下潛深度指標降低的問題，他率領課題組，創造性地提出了潛艇結構全壽期強度設計思想與方法，製訂了一套完整的保證潛艇大深度航行安全的修理技術標準和使用保養條例，建立了在役潛艇下潛深度評估體係，極大地提升了潛艇的隱蔽性、機動性和生存能力，對潛艇的戰鬥力建設具有重大的軍事意義。
如果潛艇真的在水下出現問題了，諸如遇到碰撞、擱淺螺旋槳損壞，或者軸係出現故障、尾軸密封裝置損壞等情況而不能使用時，潛艇將完全失去機動能力，無法返回基地，怎麽辦？經過多年的研究，他以獨特的創新思維，突破多項關鍵技術，獲2項國家發明專利，研製出應急推進係統，確保我潛艇兵力在各種惡劣的條件下均具有很強的機動能力、突擊威力和生命力，同時使潛艇具有自行離靠碼頭和在狹水道安全航行能力。
有人形象地把他的一係列研究成果稱為潛艇“安全閥”。
核潛艇、常規潛艇應用“安全閥”後，首次在國內成功地進行了在役潛艇修後極限深潛試驗。該成果已在我各型在役潛艇上全麵推廣應用，2007年獲軍隊科技進步一等獎。
20多年來，馬騁一刻也沒停止科研創新的腳步，向著艦船尖端技術的高峰衝刺，成果豐碩。作為第一完成人，他先後獲得國家技術發明二等獎2項，軍隊科技進步一等獎4項；申請發明專利9項，已授權5項，出版專著2部，發表學術論文40餘篇，撰寫國防科技報告30餘篇。同時，各級組織也給予他崇高榮譽：被海軍裝備研究院樹為特級“科研功臣”，被海軍評為海軍青年精武建功成才標兵、海軍優秀基層主官和海軍共產黨員標兵，榮立二等功4次，享受政府特貼及軍隊優秀專業技術人才一類崗位津貼。2005年，獲中國求是傑出青年實用工程獎。2007年，獲何梁何利基金青年創新獎。
馬騁，以他的研究發明成果，大幅提升了我戰鬥艦艇的快速性和隱蔽性；又用他設計的“安全閥”，確保了潛艇的核安全及大深度航行安全，發揮了我潛艇的作戰能力。
目前，這位馳騁在艦船推進創新領域的科研尖兵，又在組織攻克另一項科研難關。讓我們期盼著聆聽他新的喜訊。
資料圖：中國海軍新型093級核攻擊核潛艇
資料圖：中國海軍039宋級潛艇準備出港訓練
資料圖：中國海軍改進型092夏級核潛艇
資料圖：中國海軍兩艘改進型039宋級潛艇停靠碼
資料圖：中國海軍091漢級核潛艇的改進型
2008年01月10日 科技日報 梅銘宏 冉紅斌 方高明 本報記者唐先武
資料圖：中國海軍改進型宋級潛艇出水瞬間
資料圖：中國最新071級登陸艦
2007年10月31日下午15時，北京釣魚台國賓館。何梁何利基金本年度頒獎大會隆重舉行。來自海軍裝備研究院某研究所研究員、博士生導師馬騁，健步上台領取青年創新獎。站在領獎台上，此時此刻，他的腦海中湧動的，不是收獲的喜悅，而是一幕幕創新開拓的曲折與艱辛……
機會垂青了“摳門人”
創業維艱。
馬騁的創新之路並非一帆風順，特別是起步階段，時值一個特殊時期，科研課題比較少，科研經費十分緊張。在出差做試驗過程中，他從來不坐飛機，乘火車都是坐硬座，住宿往往擠通鋪。在試驗場，如果試驗時間稍長，他還會找來鍋碗瓢盆，自己做飯吃，以便省下幾個錢來。但正是這樣的“摳門”，讓他有了個大發明。
事情還得從一次調研說起。1990年初，馬騁到艦艇部隊調研時發現，現役艦艇普遍存在主機功率不足、航速達不到設計指標的問題，常常導致主機故障甚至損壞。官兵們對此苦惱不已。有一位艇長拉著他的手說：“你要是能把這個問題解決了，我帶領全艇官兵列隊向你鳴笛致敬！”
回來後，他向單位領導上交了厚厚一份調研報告，並申請立項。此後，他多次到該型艦艇進行深入細致的調研，對主機設備進行了大量的技術分析，認定造成主機功率貯備不足問題的主要原因是主機與推進器某裝置係統不匹配引起的，可以通過改進該裝置來提高主機的功率。
技術上要創新，首先在理論上要有突破。通過查閱大量的相關資料和幾十萬字的筆記，他判斷造成能量損失的症結可能是該裝置高速旋轉時產生的強大渦流。
有了理論依據，馬騁馬不停蹄地趕到上海交通大學，進行實驗論證。通過實驗發現，該裝置傳統的流線型在高速運轉時，容易在推進器根附近產生旋轉中心，從而誘發大量空泡，導致能量損失。實驗證實理論推斷是正確的。興奮之餘，他堅信給該裝置“動手術”一定有“油水”可撈。
但是，他帶領課題組先後設計出多種改進型的裝置，進行了數十次的試驗，成效仍然不大。由於當時科研經費相當緊張，在做一次常規測速試驗時，他沒有舍得另外加工一個成品模型，而是將就著使用了一個以前加工時留下的次品模型。機會總是垂青那些有準備的人。試驗開始後，他手裏拿著的記錄表格不小心掉到了水筒的測試設備上，緊接著朝水筒裏看，奇跡出現了：咦！讓大家寢食不安的氣泡怎麽不見了？他使勁揉了揉眼睛，裝置模型仍在高速旋轉，而尾部隻有少量的氣泡。“停車！”他邊喊邊放水卸下了測試觀察蓋，拆下模型一看，原來是一個非流線型的次品模型。
意外的收獲讓馬騁驚喜萬分，很快又做了一個類似的非流線型的裝置進行試驗，結果不但氣泡消失了，而且新裝置的效率要比傳統裝置的效率高出許多。
他又從實驗結果回到理論上去思考這一看似不合常理的問題：為什麽傳統流線型的裝置會產生損失能量的氣泡？而非流線型的裝置卻不會產生氣泡？
為了從理論上也得到充分的答案，他查閱了流體力學的大量資料，多次回到母校請教導師。經反複對比分析和從高原煮飯煮不熟等原理進行類比分析，最終確認傳統的流線型裝置在水中高速旋轉時，產生了極低壓區，附近的水在常溫下也就汽化了，形成了我們看見的氣泡，不但損失了能量，而且產生了噪聲。而非流線型裝置恰巧破壞了旋轉中心的形成條件，削弱了低壓區，水產生不了氣泡。
課題組的同誌逗樂他：“你這次的摳門可真是用到了點子上！”此後，經實船測試，結果令人欣喜。改裝前與改裝後相比，航速提高了，油耗降低了，節能效果達到6.0%—11.0%，解決了主機功率不足、航速達不到設計指標的問題。而資料表明，國外同類裝置節能改裝後，節能效果隻達到2.0%—8.4%。
小發明產生了大效益。有人算了一筆賬：我國目前擁有各類運輸船舶30餘萬艘，年消耗燃油逾千萬噸，若全部裝上這種新型裝置，每年可節省燃油數十萬噸，價值逾億元。而當時，這項試驗的啟動經費隻有區區3萬元。該成果1995年獲得了軍隊進步一等獎，並位列於全軍科技進步一等獎的榜首，同年獲得國家發明專利；1997年獲得國家技術發明二等獎。
捅破經典這層“窗戶紙”
創新，是科研的生命所係，隻有起點，永無終點。要趕超世界軍事強國的先進水平，自主創新是唯一的出路。
科研創新，既要尊重傳統的學說流派，更要尊重事物本質的客觀規律。
在能源日益匱乏的當今世界，節能減排技術是國際性熱點和難點，也是多少代科研人員不懈追求破解的難關。船舶節能技術，國外已經發展多年，多項領域已成經典學說。而我國這項技術才剛剛起步。
從1996年起，馬騁就盯上這塊硬骨頭啃上了。從此，他沒有白天黑夜之分，人像著了魔，一邊鑽研，一邊學習。學然後知不足。現代科技的發展，交叉融合是大勢所趨。他不斷用知識提升自己。繼攻讀華中科技大學計算機應用專業碩士學位後，又繼續攻讀哈爾濱工程大學船舶推進流體力學專業的博士學位。
很多人都很注意學習和尊重經典。什麽叫經典？經典就是不經證明而人們常常引用的知識。一個人不可不懂經典，但是過分迷信經典的人，就會錯過一些重大發現的機會！
海試中的國產新型元級潛艇
馬騁相信經典但絕不迷信經典。通過多年努力，他從艦船螺旋槳與舵水動力幹擾研究入手，突破傳統的僅對螺旋槳和舵分別改進以提高其性能的設計思想，重點針對船舶快速性與船舶操縱性兩學科的交叉點開展研究。
也許，經典真就是一層窗戶紙，捅破以後，外麵會是一個更加美麗的世界。他深入分析了船後螺旋槳、舵及附體的精細流場及其流場幹涉規律，在國際上首次提出並采用螺旋槳—舵—舵附體推進組合體設計法，填補了槳舵幹擾研究領域的空白，突破傳統經典設計禁區，又一項發明誕生了！
他發明的船舶不對稱扭曲型舵球，技術結構簡單、投資小、效益高，經濟效益和投資費用比達78倍。實現了推進組合體內部各單元的合理匹配，減少了螺旋槳因旋轉尾流造成的能量損失，提高了舵效，顯著提高了螺旋槳效益和主機功率儲備，解決了部分現役船舶主機功率儲備不足的問題，實船應用節能達5%以上，同時提高了船舶操縱性，取得了重大的軍事、經濟效益，已在海軍艦船上推廣應用，2006年獲國家技術發明二等獎。
給蛟龍裝上“安全閥”
位卑未敢忘憂國。
從小生長在杭州灣西子湖畔的馬騁，卻向往著波濤洶湧的大海。每每想到《甲午風雲》，想到那獵獵飄揚的龍旗隨北洋海軍的全軍覆沒而沒入波濤，他的心中永遠在痛。
攜筆從戎去！報考大學時，他第一誌願就是海軍工程大學造船係潛艇設計專業。以優異成績畢業後，他分配到海軍裝備研究院某研究所。從此，他就進入了我海軍潛艇裝備科研的第一線。
“核潛艇一萬年也要搞出來！”當年偉人的號召，使我海軍有了水下利劍。然而，上世紀六七十年代設計建造的核潛艇，受時代和技術的局限，存在一些隱患。在潛艇核動力裝置安全分析課題研究中，作為項目負責人,領導項目組，以現代的核安全觀點，針對核反應堆、專設安全設施、放射性廢物管理和事故分析等直接影響核安全的諸多方麵內容進行了追溯性分析研究，開展了追溯性安全分析，建立了追溯性安全分析準則和評價體係，發現了影響潛艇核安全的幾大技術隱患並提出了解決方案，解決了長期困擾並嚴重影響我核潛艇安全運行使用的重大技術難題。這項成果已推廣應用，2003年獲軍隊科技進步一等獎。
長期以來，由於潛艇裝備和維修保養存在的問題，在執勤中我潛艇一般控製在某個深度以內航行，極易被反潛兵力發現和跟蹤，嚴重威脅到潛艇的隱蔽和安全。
馬騁清醒地認識到，為確保潛艇的隱蔽，必須攻克深潛和大深度航行這個世界性難題。如何實現潛艇的安全？如何對官兵的生命負責？作為項目負責人，他寢食不安。
針對潛艇在長期服役之後極限下潛深度指標降低的問題，他率領課題組，創造性地提出了潛艇結構全壽期強度設計思想與方法，製訂了一套完整的保證潛艇大深度航行安全的修理技術標準和使用保養條例，建立了在役潛艇下潛深度評估體係，極大地提升了潛艇的隱蔽性、機動性和生存能力，對潛艇的戰鬥力建設具有重大的軍事意義。
如果潛艇真的在水下出現問題了，諸如遇到碰撞、擱淺螺旋槳損壞，或者軸係出現故障、尾軸密封裝置損壞等情況而不能使用時，潛艇將完全失去機動能力，無法返回基地，怎麽辦？經過多年的研究，他以獨特的創新思維，突破多項關鍵技術，獲2項國家發明專利，研製出應急推進係統，確保我潛艇兵力在各種惡劣的條件下均具有很強的機動能力、突擊威力和生命力，同時使潛艇具有自行離靠碼頭和在狹水道安全航行能力。
有人形象地把他的一係列研究成果稱為潛艇“安全閥”。
核潛艇、常規潛艇應用“安全閥”後，首次在國內成功地進行了在役潛艇修後極限深潛試驗。該成果已在我各型在役潛艇上全麵推廣應用，2007年獲軍隊科技進步一等獎。
20多年來，馬騁一刻也沒停止科研創新的腳步，向著艦船尖端技術的高峰衝刺，成果豐碩。作為第一完成人，他先後獲得國家技術發明二等獎2項，軍隊科技進步一等獎4項；申請發明專利9項，已授權5項，出版專著2部，發表學術論文40餘篇，撰寫國防科技報告30餘篇。同時，各級組織也給予他崇高榮譽：被海軍裝備研究院樹為特級“科研功臣”，被海軍評為海軍青年精武建功成才標兵、海軍優秀基層主官和海軍共產黨員標兵，榮立二等功4次，享受政府特貼及軍隊優秀專業技術人才一類崗位津貼。2005年，獲中國求是傑出青年實用工程獎。2007年，獲何梁何利基金青年創新獎。
馬騁，以他的研究發明成果，大幅提升了我戰鬥艦艇的快速性和隱蔽性；又用他設計的“安全閥”，確保了潛艇的核安全及大深度航行安全，發揮了我潛艇的作戰能力。
目前，這位馳騁在艦船推進創新領域的科研尖兵，又在組織攻克另一項科研難關。讓我們期盼著聆聽他新的喜訊。
資料圖：中國海軍新型093級核攻擊核潛艇
資料圖：中國海軍039宋級潛艇準備出港訓練
資料圖：中國海軍改進型092夏級核潛艇
資料圖：中國海軍兩艘改進型039宋級潛艇停靠碼
資料圖：中國海軍091漢級核潛艇的改進型
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