向海擊水三千里

進(jìn)入21世紀(jì)，海洋權(quán)益、海洋開(kāi)發(fā)和海洋環(huán)境成為世界焦點(diǎn)，爭(zhēng)奪海洋國(guó)土、資源和通道的斗爭(zhēng)更是日趨激烈。自主水下航行器是實(shí)施海洋戰(zhàn)略的重要支撐。但很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)在該領(lǐng)域落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，難以滿(mǎn)足海洋戰(zhàn)略需求。

1998年，徐德民教授從學(xué)校副校長(zhǎng)崗位退休之后，在長(zhǎng)期科學(xué)研究積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)家海洋安全與資源開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略需求，探索將無(wú)人水下航行技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用于新型遠(yuǎn)程水中兵器研制的途徑，提出了一種新的原理方案。徐教授動(dòng)員一批立志報(bào)效祖國(guó)，勇于創(chuàng)新、拼搏奉獻(xiàn)、踏踏實(shí)實(shí)干事業(yè)的優(yōu)秀青年教師加入其中，經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)，正式建立了由宋保維、潘光、嚴(yán)衛(wèi)生、劉明雍、胡欲立等人組成的研發(fā)隊(duì)伍——自主水下航行器創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。次年，西北工業(yè)大學(xué)正式成立“水下航行器研究所”。

自主水下航行器團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)初期，因立意新、技術(shù)先進(jìn)、創(chuàng)新跨度大，一開(kāi)始受到了很多質(zhì)疑，尤其是因投入大、風(fēng)險(xiǎn)大，難以獲得立項(xiàng)和合作單位，沒(méi)有經(jīng)費(fèi)支撐。徐德民教授等人以破釜沉舟的勇氣和對(duì)世界科技發(fā)展前沿的敏銳把握，貸款自籌資金致力于新型遠(yuǎn)程水中兵器的研究。團(tuán)隊(duì)省吃?xún)€用，科研用的筆記本電腦都是借來(lái)的；時(shí)間緊迫，他們加班加點(diǎn)，每天工作超過(guò)十幾個(gè)小時(shí)，生病也好，星期天、節(jié)假日也罷，總是把點(diǎn)滴時(shí)間用在科研上，甚至除夕夜都奮戰(zhàn)在科研一線(xiàn)。在資金、設(shè)備和場(chǎng)地等支撐薄弱的條件下，團(tuán)隊(duì)克服重重困難，相繼提出3種型號(hào)的總體、動(dòng)力、導(dǎo)航、控制系統(tǒng)的創(chuàng)新性技術(shù)方案。

2001年初，團(tuán)隊(duì)的奮力堅(jiān)持和艱辛付出終于有了回報(bào)，新型遠(yuǎn)程水中兵器研究得到領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的肯定，被正式列為國(guó)家重點(diǎn)預(yù)研項(xiàng)目。研究工作得到認(rèn)可，大家深受鼓舞，干勁更足了。團(tuán)隊(duì)成員運(yùn)用系統(tǒng)集成和多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，解決了降阻、高效動(dòng)力推進(jìn)、低速航行穩(wěn)定性等問(wèn)題，使航行器的航程和運(yùn)載能力大幅度提高；通過(guò)航路規(guī)劃、組合導(dǎo)航、高程跟蹤、等深線(xiàn)控制和導(dǎo)航控制一體化等新方法，突破了遠(yuǎn)程自主導(dǎo)航定位的關(guān)鍵技術(shù)，提高了定位精度。隨后，團(tuán)隊(duì)與昆船公司合作，在2002年進(jìn)行了多次實(shí)航試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，航程和定位精度達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，使我國(guó)遠(yuǎn)程水下自航器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

然而團(tuán)隊(duì)并不滿(mǎn)足于已取得的成果，而是有了更大膽的設(shè)想、更高的目標(biāo)，將研究成果加速轉(zhuǎn)化。團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了我國(guó)第一型自航水雷的研制工作。作為我國(guó)潛布遠(yuǎn)程自航水雷體系的創(chuàng)建者和技術(shù)引領(lǐng)者，團(tuán)隊(duì)突破了多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)，成功研制出××-A、××-B、××-C自航水雷等三型海軍“撒手锏”武器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，批量裝備部隊(duì)，在臺(tái)海、南海的演習(xí)中形成了強(qiáng)大的軍事威懾。

2010年之后，團(tuán)隊(duì)深刻感受到世界海洋裝備的迅速發(fā)展，以及先進(jìn)的無(wú)人自主水下航行器對(duì)國(guó)家海洋安全、海洋開(kāi)發(fā)的重要性。對(duì)此，團(tuán)隊(duì)吸納了一批有志青年，擴(kuò)大了人員規(guī)模，開(kāi)始研發(fā)軍民兩用水下航行器。團(tuán)隊(duì)與西安天和防務(wù)公司聯(lián)合，承擔(dān)了國(guó)家863計(jì)劃（民口）海洋技術(shù)領(lǐng)域重大項(xiàng)目“深海潛水器技術(shù)與裝備”子課題“50公斤級(jí)便攜式自主觀(guān)測(cè)系統(tǒng)”的研制任務(wù)，針對(duì)海洋環(huán)境探測(cè)和水下觀(guān)測(cè)的需求，開(kāi)發(fā)出快速靈活、安全可靠、操作簡(jiǎn)便、易于維護(hù)，又低成本、便攜式的自主水下航行器。在研發(fā)微小型水下航行器的同時(shí)，還不斷開(kāi)拓水下航行器的市場(chǎng)應(yīng)用，以需求為牽引，逐步形成了30/50/80/100/300/1000公斤級(jí)6個(gè)系列11種型號(hào)的系列化產(chǎn)品，航程從100到500公里，深度從50到1500米，可根據(jù)不同應(yīng)用需要完成各種水下探測(cè)、勘察任務(wù)。

針對(duì)國(guó)家發(fā)展深遠(yuǎn)海裝備的軍事需求，團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先提出飛翼布局水下滑翔機(jī)的概念及總體方案，在國(guó)家863計(jì)劃（軍口）、軍委科技委創(chuàng)新特區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，攻克了飛翼滑翔機(jī)翼身融合布局、耐壓結(jié)構(gòu)輕量化及抗沖擊設(shè)計(jì)、低功耗高效遠(yuǎn)程滑翔、多操縱面耦合穩(wěn)定控制、模塊化搭載與釋放等關(guān)鍵技術(shù)，研制了多型工程樣機(jī)，完成了湖上、海上綜合試驗(yàn)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，使我國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)掌握水下飛翼滑翔技術(shù)的國(guó)家。

針對(duì)現(xiàn)有仿生潛水器存在續(xù)航能力有限、推進(jìn)機(jī)理不清、仿生推進(jìn)復(fù)雜耦合運(yùn)動(dòng)難實(shí)現(xiàn)、復(fù)雜多驅(qū)動(dòng)推進(jìn)難協(xié)調(diào)控制等問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出滑撲一體仿蝠鲼柔體潛水器新概念，采用變浮力飛翼滑翔與仿生撲動(dòng)一體化推進(jìn)的方式，實(shí)現(xiàn)低能耗超遠(yuǎn)航程滑翔與原位機(jī)動(dòng)撲翼推進(jìn)能力。在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，突破了仿蝠鲼柔體潛水器外形優(yōu)化設(shè)計(jì)與流固耦合仿真、三維軟體胸鰭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基于CPG的多模式運(yùn)動(dòng)控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制了10公斤～500公斤系列化工程樣機(jī)，完成了全球首例500公斤級(jí)仿生潛水器1025米大深度滑撲多模態(tài)科考試驗(yàn)。

隨著人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，自主水下航行器呈現(xiàn)“信息化、集群化、體系化、大型化”的發(fā)展趨勢(shì)，團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，先后由工信部、軍委科技委批準(zhǔn)成立“無(wú)人水下運(yùn)載技術(shù)”和“水下無(wú)人集群技術(shù)”兩個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及“水下無(wú)人自主平臺(tái)技術(shù)”協(xié)同創(chuàng)新中心，建立專(zhuān)門(mén)開(kāi)展智能水下航行器及集群技術(shù)研究的先進(jìn)支撐平臺(tái)，以期成為智能水下航行器領(lǐng)域國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的科研高地。

經(jīng)過(guò)大海的一次次考驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)成果的一項(xiàng)項(xiàng)裝備應(yīng)用為祖國(guó)海洋事業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，向海擊水三千里，開(kāi)辟了中國(guó)自主水下航行器的系列化發(fā)展之路。團(tuán)隊(duì)先后在國(guó)內(nèi)率先提出多型新型自主水下航行器的概念與技術(shù)方案，突破了多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，完成了3個(gè)重點(diǎn)型號(hào)的研制任務(wù)。研究成果先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)防科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、陜西省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)1項(xiàng)等。

回望過(guò)去，除了苦練內(nèi)功，做到“打鐵還需自身硬”之外，團(tuán)隊(duì)還非常善于“團(tuán)結(jié)一切可以團(tuán)結(jié)的力量”，多年來(lái)已通過(guò)交流合作、項(xiàng)目合作、人才合作等多種方式凝聚起一股集科研、人才、學(xué)科、產(chǎn)業(yè)于一體的“洪流”。團(tuán)隊(duì)與中船集團(tuán)705所、710所、中科院聲學(xué)所等國(guó)內(nèi)外著名研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展廣泛的交流與合作；與昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司、西安天和防務(wù)技術(shù)股份有限公司合作推動(dòng)各項(xiàng)成果的工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。

團(tuán)隊(duì)持續(xù)深化高等教育教學(xué)改革，深入開(kāi)展大類(lèi)培養(yǎng)、課程思政、校企融合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等多樣化探索和實(shí)踐研究，主持國(guó)家留學(xué)基金委、教育部、陜西省教學(xué)改革項(xiàng)目10余項(xiàng)；獲國(guó)家級(jí)教學(xué)優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，陜西省教學(xué)成果特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)；獲全國(guó)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)優(yōu)秀教材3項(xiàng)，出版教材專(zhuān)著16部。

團(tuán)隊(duì)于2012年創(chuàng)建發(fā)起的“全國(guó)海洋航行器設(shè)計(jì)與制作大賽”，現(xiàn)已成為由中國(guó)科協(xié)、工信部指導(dǎo)，中國(guó)船舶集團(tuán)、中國(guó)造船學(xué)會(huì)主辦，面向全國(guó)全日制各類(lèi)高等學(xué)校、科研院所在校生的綜合性競(jìng)賽項(xiàng)目。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)術(shù)論壇和前沿講座，多層次、多角度引導(dǎo)研究生擴(kuò)展學(xué)術(shù)視野、提高創(chuàng)新能力，促進(jìn)全面發(fā)展。團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的學(xué)生在美國(guó)水下航行器挑戰(zhàn)賽、全國(guó)海洋航行器設(shè)計(jì)與制作大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等各類(lèi)大賽中獲獎(jiǎng)150余項(xiàng)，其中獲得國(guó)際/國(guó)家級(jí)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)30余項(xiàng)。

團(tuán)隊(duì)積極拓展國(guó)際視野，與英國(guó)斯特萊思克萊德大學(xué)合作，承擔(dān)國(guó)家留學(xué)基金委“船舶與海洋工程創(chuàng)新人才國(guó)家合作培養(yǎng)項(xiàng)目”；與俄羅斯圣彼得堡國(guó)立海洋技術(shù)大學(xué)共建“海洋科學(xué)與信息技術(shù)研究所”。凡是學(xué)生申請(qǐng)參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議、聯(lián)合培養(yǎng)、攻讀學(xué)位的，團(tuán)隊(duì)一律給予支持，培養(yǎng)了一批具有扎實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和國(guó)際視野的拔尖人才。

自主水下航行器團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)二十幾年的發(fā)展，現(xiàn)有教師38名，其中教授18人，副教授20人，博導(dǎo)19人，碩導(dǎo)36人。團(tuán)隊(duì)擁有院士、國(guó)家教學(xué)名師、何梁何利科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、卓越青年基金獲得者、“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才等各類(lèi)國(guó)家級(jí)人才15人，在讀博士生88人、碩士生186人，已經(jīng)成為集教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)等于一體的高水平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，為我國(guó)軍民兩用海洋裝備建設(shè)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)做出了重大貢獻(xiàn)。團(tuán)隊(duì)先后被授予首批“國(guó)防科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”、首批“全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”、“魚(yú)雷技術(shù)”首批國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”團(tuán)隊(duì)、“2018年國(guó)防科技十大創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”、首批陜西省“三秦”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、西北工業(yè)大學(xué)首批科研育人示范團(tuán)隊(duì)，獲“全國(guó)教育系統(tǒng)先進(jìn)集體”“國(guó)防科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)。

鮮花與榮譽(yù)只是慰藉，而非目標(biāo)，成績(jī)只屬于昨天，今天和明天要做的，只有腳踏實(shí)地、勇往直前。立足于國(guó)家建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的大背景下，站在前輩積淀的雄厚成果基礎(chǔ)上，西北工業(yè)大學(xué)自主水下航行器團(tuán)隊(duì)將在深邃無(wú)垠的大海上，寫(xiě)就更為絢麗的篇章。

（供稿：西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院）