一箭打五星！船稳住

文/高聪（哈尔滨工程大学）

天风海雨正测时

本次试验测试过程中，团队成员在发射船离港第三天就遇到了阵风9级的恶劣海况。此起彼伏的海浪翻滚咆哮，蓄力而起，将白色的浪花簇拥在顶端，然后直直朝着甲板倾泻而下，海浪拍打在船首激起的浪花足有十几米，此时，发射船顶着狂风巨浪，不停摇晃。庞大的发射船在汹涌的海浪面前显得无比渺小。

监测设备显示，当时的平均风速达到20m/s，此时发射船处于抛锚状态，集装箱外狂风暴雨呼啸。我的两位同伴王逸纯和汪世界望着窗外翻滚的海浪，听着巨浪抨击发射船产生的巨大声响，不由得忐忑不安。因为大家知道，尽管仪器经过了防风防水防浪处理，但设备和传感器还是可能承受不住风雨的侵袭。“去检查一下吧！”“是得看看，带上加固的工具，别白跑一趟。”

第一步踏到甲板上，王逸纯就打了个趔趄，光想着设备，没注意脚下的俩人这时才意识到，被雨水和海水“洗礼”着的甲板异常潮湿，行走稍有不慎就会滑倒，那后果真是不堪设想。他们互相扯了扯衣袖示意，心照不宣地开始一起谨慎前行。

恶劣海况下发射船监测数据太珍贵了，如果可以顺利获得这组数据，那对发射船基础参数的收集和之后的科研攻关都具有重要的意义。这是个挑战，但更是个难得的机会呀！两个人想到一块儿去了，自不必多言，戴上安全帽，互相搀扶着，小心翼翼地向工作地点走去。

终于摇摇晃晃地走到集装箱处，他们开始分工合作，一人仔细地用胶带将数据采集设备加固，以防设备过度摇晃导致损坏，另一个人根据数据显示系统一遍遍排查发生故障的测点。他们一边用尽全力保持平衡，一边搜寻自己负责保障的测试部位，找到一处隐患就抓紧加固一处。

雨水噼里啪啦地打在身上、脸上，已经顾不得许多了，雨水模糊视线了就猛闭下眼甩开水珠，接着紧盯设备，手里熟练地操作一刻不停。摇晃的船体给手头的工作增加了难度，为了稳住重心，他们只好跪在甲板上，这似乎是当时最稳健的做法。

经过一个多小时奋战，两人早已浑身湿透，但他们完成了对发射架、甲板动态响应等各类数据的全方位测试，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甲板及发射架动态响应等基础数据的空白，也为后续火箭海上运输及发射提供了参考依据。

“巨无霸”能抗多大撞

海上发射与陆地发射区别巨大，船体晃动的情况下，甲板上行走都难，何况是要完成火箭发射。晃动的海面环境对火箭运输及发射过程稳定性和安全性要求极高，因此，海上发射对船的结构安全性能也提出更加严格的要求。船海结构物安全与舒适性团队的工作任务就是让发射船在海面上保持更稳定、安全的运行环境，从而保障海上发射任务的顺利完成。

海上发射船不只是个简单的平台结构，而是一个长逾百米，重破万吨的海上“巨无霸”，它还包含有船体、动力、电气等部分，此外还有成百上千件各型机械设备和精密仪器，而掌握火箭发射时的冲击载荷是发射船结构和强度安全设计的重要依据，也是确保火箭发射船上各类仪器设备正常运行的保障。要让发射船具备承载海上火箭发射任务的能力，需要充分了解其在冲击载荷下的安全性能，而开展试验测试就是掌握发射船抗冲击性能最直接的方式。

1.团队学生正在进行火箭发射实船测试

2.作者在发射船上执行测试任务

早在2020年8月初，团队首次接到协助完成海上火箭发射冲击响应数据采集任务，由于此前国内并没有火箭发射实船测试的经验，对于测点的布置一无所知，对于这样一个海上“巨无霸”，通常需要布置上百个测点才能满足实船测试要求，由于测试条件限制只能携带两台测试系统，最多只能布置48个测点，这意味着需要排除50%以上测点。而能够提前掌握发射船冲击振动响应特性的方法便是前期的仿真计算，我带着4位师弟对火箭发射船进行建模计算和冲击响应对标分析，为了尽快掌握关键测点信息，满足实船测试需求，我们就把自己关在实验室做研究，一待就是几天。一开始总是会遇到各种问题，得不到想要的关键信息。毫无意外，这个工作没有捷径，我们一点点汇总问题，经过半个多月的反复计算，无数次迭代和多次验证，应用所掌握的船舶振动噪声预报评估技术，终于排除了非必要测点，找到冲击振动响应的薄弱环节，为后续关键数据采集点的布置提供了有力支撑，从而保障了试验数据的顺利采集。

快速是多少？2分钟

团队的振动噪声试验评估系统虽经历过多次试验测试，但对于海上火箭发射过程中的振动噪声测试评估还是首次涉及。与以往测试相比存在测量量级大、记录时间长，同时需要在短时间内反馈发射平台整体冲击环境下声振特性等棘手问题，为了保证测试的顺利开展，项目团队的成员针对测试关键技术开展攻关。由于需要获取火箭发射架关键位置处的应力应变信息，而在前期开发的系统中并不具备此项功能，需要在原有系统的基础上开发新的测试模块。汤旸博士带领团队3名师弟，从基本原理出发，查阅大量文献资料，咨询相关领域的专家和工程师，对基础代码进行了修改与完善，夜以继日地完成了应变测试模块的开发。

实现发射船冲击振动噪声安全性的实时判断，是进一步支撑海上火箭发射的重要技术手段，而团队之前采用的方法需要十几分钟，如何实现快速评估成了他们前进路上的又一难题。正当他们一筹莫展的时候，李海超副研究员一语点醒梦中人，“采用声振传递函数的方式，可大大提高分析效率。”为了验证这一想法的可行性，汤旸博士专程前往试验场地进行了调试，取得了令人满意的试验结果。基于这个想法，他采取分段建模的方法，开发预报模型，完成发射平台传递特性的前期处理，并将发射平台传递函数数据包集成于系统之中，经过多次调试实现了快速预报的功能，可在激励载荷输入后的短短两分钟内反馈发射船整体的冲击振动噪声水平。

“海上一箭打五星”成功的消息，让距离现场2000公里以外的我们瞬间雀跃。瞄准舰船减振降噪评估等一系列“卡脖子”技术，源源不断作出原创性科研成果将是我们接下来的方向。

好吧，对关键核心技术发起攻关，团队，走起！