深远海上的“移动实验室”

xinwen.mobi · 发表于 2025-11-26 15:42:30

深远海上的“移动实验室”
茫茫大海上，一艘总长110.8米的白色船舶正划开深蓝色的波浪，它的月池直通海底，8000多个数据采集点正实时监测着每一个设备的运行状态——这就是我国首艘深远海绿色智能技术试验船“未来”号。

在“未来”号的中央，有一个下挖的“水池”贯穿甲板、直通海洋，名曰月池。通过这个独特设计，深海装备可以从容布放到海洋里作业，摆脱大风大浪等恶劣海况的影响。

月池虽打造了一片“舒适区”，但挑战在于如何让潜器通过它平稳入海。

“未来会有更多像‘蛟龙’号、‘奋斗者’号这样的潜器。”中国船舶集团有限公司七〇二所所长、深海技术科学太湖实验室执行主任、“未来”号建设项目总指挥叶聪表示，潜器入海需要作业平台支撑，“未来”号的一大使命就是为深海装备作业提供保障。

01 “移动实验室”的诞生：六年磨一剑
2025年7月23日，我国首艘深远海绿色智能技术试验船“未来”号在无锡命名交付。

这艘历时6年科研攻关和设计制造的“移动的海上实验室”，填补了我国船舶与海洋装备实海验证中试平台的空白。

“未来”号由深海技术科学太湖实验室及其连云港中心建设，中船集团旗下10余家单位共同参与技术攻关和配套供货。

该船总长110.8米，满载排水量7000吨，最大航速超15节，定员80人，续航力超过10000海里，自持力超60天，具备无限航区航行能力。

与传统科考船或试验船相比，“未来”号在模块化、智能化方面实现了创新突破。

全船采用模块化设计，能灵活搭载10吨级货物及载人潜水器、无人潜水器等深海装备，如同“海上积木”，支持不同设备快速安装调试。

02 三大核心功能：从测试到保障的全能战士
作为一项国家级重大科研装备，“未来”号针对我国海洋科技发展的关键需要集成三大核心功能，是集中试、科研、保障于一体的“六边形战士”。

智能器件与系统的海上测试平台是其首要功能。在船舶与海洋工程领域，新研发的设备和技术必须经过真实海洋环境下的严格验证才能投入实际应用。

叶聪坦言，长期以来，许多国产设备因缺乏实船验证机会而难以推广应用。“未来”号投入使用后，国产甲板机械、动力设备、电力系统等都可在真实环境中得到充分验证。

“通过在这条船上进行长时间无故障运行测试，科研人员能检验设备在深海极端条件下的表现，及时发现并解决问题，为设备的后续改进优化提供数据支持。”叶聪说，这种“边研制、边试验、边应用”的模式，将大幅缩短国产设备的成熟周期。

深海装备关键技术演示验证是其第二大功能。该船创新设计的船体开口结构，直接连通船内与外部海洋环境，设备可从舱体内部安全布放至深海，进行真实海洋环境下的测试，测试深度可达1000—3000米。

深远海科学试验作业保障是其第三大功能。“未来”号配备了多学科、多功能实验室和高度融合的数据中心，能够完成深海生物、水文、地质的采样与分析等各类海上科学实验。

03 绿色“心脏”：动力系统的创新与突破
“‘未来’号开展多项作业的同时，又要为大量精密测试设备供电，因此，它的‘心脏’必须强劲可靠、绿色智能。”深海技术科学太湖实验室连云港中心主任张海华表示。

“未来”号配备4台主柴油发电机、6台推进器，动力十足。

“但挑战在于，海上定位作业时所需动力较小。若动力系统全开，油耗会很大，既不经济也不环保。”中船集团七一一所动装部系统集成副主任、“未来”号动力系统现场负责人周瑜介绍。

为让“未来”号能根据作业需求“量力而行”，团队采用多相整流和变速发电技术，试图使电流输出更稳定，让发动机根据用电需求调节转速和输出功率。

然而，这些技术在最初的系泊试验中，给了团队一记重挫：4台发电机并车时出现功率振荡，导致发电不稳定。

距离船舶交付仅剩三四个月时，问题依然未解。

那段时间，船厂码头的集装箱成了会议室。每天清晨，大家围坐在集装箱里制定试验方案，随后钻进在建船舱，在刺耳的噪声中，蹲在仪器前进行测试。

历经上百次并车试验和多轮技术评审论证，团队终于找到症结所在——动力系统设备的性能不匹配。

他们迅速优化核心零部件和参数，更换发电机电缆，重新布置滤波器和冷却管路，并测试电力系统性能。

今年4月，动力电力系统重新进行系泊试验。随着发电机组并车功率稳步上升并最终稳定在额定负荷，集控室里响起了热烈的欢呼和掌声。

周瑜算了一笔账：“依靠这套技术，发电机每年可节油456吨，减少碳排放约1420吨，这相当于560辆小汽车一年的排放量。”

04 月池系统：无惧风浪的“水下电梯”
在“未来”号中央，有一个下挖的“水池”贯穿甲板、直通海洋，这就是月池。

月池是深海装备入海的重要“门户”。“深海装备通过月池布放到海洋里作业，能减少大风大浪等恶劣海况的影响。科研人员操作装备进行水下观测、采样和特种作业也会更高效。”“未来”号监造组组长刘杨告诉记者。

月池虽打造了一片“舒适区”，但挑战在于如何让潜器通过它平穩入海。最初，6家单位的二三十位科研人员集中研讨，却始终没有商量出理想方案。

经过十几轮讨论，有人提出大胆想法：能不能把潜器固定在作业舱里，从月池前盖板上铺设轨道，连接作业舱的抱紧装置，让潜器像坐电梯一样，沿着轨道直达船底？

这个主意让大家眼前一亮。团队立即设计图纸，并进行数据建模和预演。

方案初步通过后，很快又遇到难题：“轨道和抱紧装置的结构强度，是按承载最大体积、重量的深海装备设计的，而有些深海装备重心偏离作业舱中心，这给轨道和船体结构带来安全隐患。”刘杨说。

此后三四个月，团队在不增重的前提下，不断改进月池提升系统、盖板、轨道和抱紧装置方案，加固月池结构，为其“强筋健骨”。

施工团队反复打磨工艺，最终将两根轨道的平直精度误差控制在1毫米内，让作业舱能顺畅无阻地直通海底。

05 智能装备的“全真考场”：8000个数据采集点的监测网络
作为中试验证平台，“未来”号将“考场”设在了深海。大大小小的设备、器件和系统，只有经受住“深海考场”风浪的考验，才能“上岗”。

“我们在船上设置了8000多个数据采集点，以监测设备状态、感知周边环境变化。”“未来”号动态测试系统研发工程师姚凤翔介绍，团队在为全船布下这些“耳目”的同时，挑战也随之而来。

如何为不同厂家、不同功能的智能设备与系统，建立一套科学、合理且高效的实船测试验证方法？

“我们一边梳理国际标准化组织、国际电工委员会制定的技术规范以及各大船级社的要求，一边与设备厂商及研制单位逐一明确各类智能设备的功能边界、性能指标和测试需求，随后制定测试方案，建立评价指标体系。”姚凤翔说。

在这一过程中，他们遇到不少困难。如何高效采集被測设备、系统的运行数据是核心挑战。

自主航行系统的实时决策日志、智能操舵系统的操控指令、导航雷达的目标信息等数据，数据流格式不同、频率不一，传统数据采集方法根本无法应对。

团队在船厂待了四五个月，一边调试设备，一边提高数据采集和分析效率。

“经过反复调研和论证，我们开发了分布式智能数据采集架构，实现了多源异构数据的实时同步采集。”姚凤翔解释道。

他们还为每个任务打上“时间标签”——通过时间搜索，就能定位到每个任务关联的设备数据信息。

目前，动态测试系统可实现全船数据的采集、存储、计算、管理和应用，以及船岸数据的互联互通，可以对多种智能设备与系统进行测试验证与分析评估。

06 新征程：从连云港驶向深远海
2025年9月15日16时30分，“未来”号从母港连云港港出发，前往深远海进行海试，这标志着“未来”号正式迈向深远海履行科学试验使命。

连云港所在的黄海是太平洋的一个边缘海，平均水深约为44米，海底较为平坦，构成了东亚大陆架的一部分。专家介绍，连云港港湾风浪条件适中，因此比较适合“未来”号开展试验。

此次“未来”号开赴深远海，主要开展特装设备实海试验及深远海科考试验。

深海技术科学太湖实验室连云港中心主任张海华表示，这些试验将加速深远海装备从“实验室”到“大洋”的跨越，推动船舶工业绿色化转型、智能化升级、高端化发展。

以“未来”号入港为起点，1500吨级“创智号”、500吨级“新智号”、百吨级高速试验艇，将陆续来连云港开展科研试验，太湖实验室的系列试验载体形成协同创新发展格局。

“未来”号的交付使用仅仅是个开始。

下一步，它将继续开展智能中速机、智能操舵装置、导航雷达等被测设备系统的中试，并为相关产品迭代升级提供数据支撑，助力船舶行业智能化升级和绿色化发展。

这艘承载着中国深海科技梦想的试验船，正驶向更广阔的海域，推动我国从海洋大国向海洋强国迈进。

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