本站记者 刘晓艳

深潜，到万米海渊；远航，至天海无疆。“海燕”就如它的名字，是茫茫大海中勇敢欢乐的“战斗者”。如果从2002年开始关注算起，从天津大学起飞的这只“海燕”已经飞了整整20年，然而在团队看来，近十年是“海燕”飞得最快最高的黄金发展期，并不断创下连续工作时间最长、测量剖面最多、续航里程最远等众多“第一”，成为服务我国海洋强国战略的国之重器之一。

“海燕”水下滑翔机，是一种新型无人无缆水下自主航行器，是水下观测设备（或传感器）的运载平台，可以实现海洋水文、环境声场等多要素观测，具有极为重要的应用价值。天津大学“海燕”研发团队也是国内首批开展水下滑翔机技术研发的团队之一。

团队在王树新教授带领下，潜心20年研制“海燕”系列水下滑翔机，目前已创造下潜深度10619米的世界纪录；实现最长连续运行超300天，最远连续航行超5500公里。经过多年的协同技术攻关，“海燕”研发团队自主研发的“海燕-X”万米级水下滑翔机，大幅提升了水下滑翔机潜深观测的综合性能，具有长时续、大深度、低成本的优势，其作业范围可扩展应用到几乎整个海洋区域，成为我国深远海观测和国际深渊研究水下滑翔机系列的新型装备。

和“海燕”一起成长的，还有团队中一批又一批的年轻人。

和“海燕”一起飞上国家级创新平台

讲述人：杨绍琼

天津大学机械工程学院副教授

我是2009年来到天津大学加入机械工程学院流体力学实验室的，当时是做湍流研究相关工作，主要是研究减阻力学。

在我求学期间，“海燕”就非常有名了。我还曾经在青年湖畔，看到过“海燕”做测试。那时候只是围观。后来才了解到，彼时的“海燕”团队其实科研条件非常艰苦。

我在博士阶段做沟槽减阻等相关技术的研究工作，这项工作在我加入“海燕”团队后，在提升它的续航能力方面具有一定的帮助。

2017年我正式加入“海燕”团队。也正是这一年，“海燕”团队正式入驻在青岛即墨的海洋试点国家实验室。我们这些刚加入团队的年轻人直接就在这样一个国家级的创新平台上，继续沿着我们水下滑翔机这个技术路线开展研发工作。从那时开始，团队就一直处于一个高速发展的状态。所以说，从王树新老师2002年从国外的报纸上知道有水下滑翔机这项技术，并励志要赶超，经过近20年的蓄力和近10年的快速发展，再到现在形成了“海燕”在工作深度上超过1万米，是世界纪录的保持者；在航程上超过5500公里，是国内第一台实现从马里亚纳海沟海域布放，横穿菲律宾海、巴士海峡和我国南海开展连续海上应用示范的水下滑翔机，应该说“海燕”代表并引领了我国水下滑翔机技术的发展。

“海燕”在发展中，有几条主线。一是“十二五”期间，团队牵头承担的国家“863”计划课题。当时同时开展研究工作的多家机构在第三方组织下进行比测，结果“海燕”创造了当时续航里程最远和续航时间最长，以及无故障率最低等多个纪录，我记得当时超过了1100公里，时间上超过了40天，“海燕”一鸣惊人。

在随后的“十三五”期间，团队继续主持承担了国家重点研发计划“长航程水下滑翔机的研制与海试应用”项目，并在2018年科技部组织的规范化中期检查海试中进一步取得了突破，当时续航里程达到了3619.6公里，续航的时间也跃升到141天。

接着就是2020年布放，2021年回收，在第三方监理公司的见证下，“海燕”完成了具有里程碑意义的工作。最终的续航里程超过了5500公里，续航时间跃升至10个月，从续航时间和续航里程上都实现了国内水下滑翔机纪录的一个里程碑意义的成绩。首次实现了从马里亚纳海沟海域布放、跨越巴士海峡再回到我国南海这样一个超长距离的规范化测试应用，在续航里程上实现了近10年的一个很大的突破。

当然，除了在续航里程上，我们在工作深度上也是从始至终瞄准着世界级的纪录来开展工作的。从2015年，“海燕-II”1500米的深度，到“海燕-4000”下潜4000米水深，再到“海燕-X”创下8213米下潜深度的世界纪录……当时世界上最好的水平是下潜到7000米左右。我们团队当时的设计就是面向全海深的观测需求，所以我们在2020年时就连续下潜超过了万米，实现了这样一个创造世界纪录的突破性工作。

“海燕”上搭载了各种类型的传感器，在搭载多传感技术上我们也实现了突破，包括声学传感器，视觉传感器，还有包括CTD（温盐深仪）等这些水文要素观测的传感器。所以，我们也拿到了深渊科学观测研究相关的非常宝贵的深渊环境的数据资料，也会为国际深渊科学研究提供相关数据支撑。

整个“海燕”谱系从无到有，尤其是经历了近10年的快速发展，打破了国外对我国严格的技术封锁。

就像一个孩子的成长，“海燕”在技术上的每一步突破，都凝结着团队的爱和付出。我记得王延辉老师给我们讲过一个故事。之前“海燕”在测试时，团队怕“海燕”跑丢，都会给“海燕”系上一条渔线。当要第一次剪掉这条渔线进行海试时，大家都非常紧张，王延辉老师形容这种心情就像他教儿子骑自行车第一次放手时的感觉是一样的。剪完之后，大家焦急地等待了三个多小时后，水面上才终于传出水下滑翔机的定位信号，“海燕”安全回来了，带回了第一个没有渔线的测试剖面，这是整个团队至今都记忆犹新的时刻。

从人才培养的角度来说，其实我们是非常关注基础研究的。同时在前沿科学技术领域，我们也形成了一个体系化的培养过程，有前沿的基础研究，有先进的技术体系的构建，也有重要的工程实际应用。

“海燕”团队也非常重视人才培养工作，包括人才梯队的建设，像我是团队当中的副教授之一，我们还有4位教授，还有5位讲师或者助理研究员。而且团队现在大部分科研项目的主要负责人都是年轻人。我们团队依托青岛海洋科学与技术国家实验室、机构理论与装备设计教育部重点实验室等高水平科研创新平台，已经形成了近百人规模的团队，中坚力量是我校优秀的硕士和博士研究生。

我很幸运，对我来说，没有经历过“海燕”团队受苦受难的那一段“苦日子”，我的成长也是得益于团队对于我们这些青年教师的重点培养和悉心照顾，甚至都有一些倾斜。

比如，在我自己的规划中，还不敢想有一天可以去主持承担一个国家重点研发计划的项目。但是去年，团队决定让我作为项目负责人去牵头申报一个国家重点研发计划的重点任务，我自己当时非常紧张，怕在激烈的竞争中失败，影响整个团队的发展。但是团队非常支持我，而且后来我还发现王延辉老师其实更紧张，所以我就暗自给自己加油，答辩现场一定要发挥好，决不能辜负团队的信任。我记得当时我去答辩的时候，王老师照顾得非常仔细，甚至我去答辩前的午饭，他都计划好，亲自点好了饺子，他就让我控制数量，只能吃5个。因为他怕我吃的太饱，影响答辩时候的声音。感谢团队的充分信任。

现在，我们整个团队越来越好，当然我们希望保持这样一个劲头，代表我们机械学科，代表学院和学校，面向世界科技前沿的发展，只争朝夕，做出更多成绩和更多贡献。团队中青年人的成长也有赖于社会各界的鼓励和支持，当然也包括了世界范围内竞争对手给予我们的良性竞争的力量，这都是我们要面对的，是相辅相成的一个过程。

未来，我们将在水下滑翔机产品化方面做大量的工作。因为目前“海燕”已经实现了产品化的销售，而且未来的市场非常广阔，特别是随着我国面向海洋强国战略具体任务的实施，在深海智能装备，特别是除了水下滑翔机之外，还有载人潜航器等国之重器，“海燕”作为一种新型的无人观测平台在深海环境是可以配合深海载人潜航器，一起来进行海洋环境观测与探测的。此外，我们还可以结合深海智能浮标、潜标、波浪滑翔机等这些无人观测平台，一起形成面向海洋环境常态化观测集群/组网的立体综合观测网络，服务我国“透明海洋”技术体系构建等任务，做重要平台的支撑。

作为我们青年海洋人来说，未来有一个广阔的舞台。

我们“海燕”也还很年轻，相信和团队年轻的同事一起，和年轻的硕博研究生们一起，我们可以在续航里程、工作深度和任务传感器集成等三大方向的谱系化方面做更多工作，也和其他的海洋科学家一起为我国的海洋强国事业贡献更多的力量。

（左一为王鹏博士）

陪“海燕”遨游万米深渊给它穿上最坚硬的外衣

讲述人：王 鹏

天津大学机械工程学院博士生

我最早来了解这个实验室是我在本科的时候。那时候“保研”，在选学校的时候，我和我的专业课老师交流时，老师给了我一个排序是：天上＞水下＞陆地。后来我又了解到“海燕”团队，并在2016年最终成为团队中的一名硕士研究生，后来又开始硕博连读。

2017年，团队搬到了青岛海洋试点国家实验室，一直到2021年的11月份我回到学校，大概在这5年时间，我的主要研究工作都是在青岛，做“海燕”相关的测试和海试工作。从2017年第一次参与海试，前前后后大概到南海去了有10多次。

对于北方人来说，第一次在海上去作业还是挺困难的，比如说最大困难就是晕船，只能靠意志去克服。所以我觉得课题组对学生综合素质的培养，除了对先进技术和专业知识的培养，再就是对个人面对困难时的意志力等的培养了。

2018年，根据王树新老师的建议，我接棒李昊璋师兄开始接手“海燕-X”，也就是“海燕”万米级深渊滑翔机的设计研发工作，而在此之前我的主要研究工作其实是“海燕”长航程水下滑翔机的项目，也非常感谢团队的信任。

对“海燕-X”的研发和测试，意味着我们要带“海燕”去一个非常遥远且条件极端严苛的一个深渊环境。那里被称为是海洋中最神秘的一个区域，它被人探测得最少，了解得最少。说环境恶劣，一是深渊海水压力特别大，再就是深海海底海水密度特别大，此外这个地方主要在板块交界处，是个漏斗状的狭长地形。这对“海燕-X”来说都是非常大的挑战。

首先，要解决的是“海燕-X”的承压结构，要为“海燕”穿一件无比坚硬的外衣，这样才能为它内部的器件提供一个稳定的“干舱”环境。

当时我们“海燕-X”水下滑翔机第一代的时候用的是一个成熟的耐压材料。但它的效果并不是特别好，而且重量比较大，对我们这种小型化、低成本、长续航的无人潜航器来说，这种材料不能发挥我们的特色。所以我们就需要去重新寻找新的材料，第一个难题就卡在“壳”上了。

最后，我们发现陶瓷材料在密度、强度和刚度上应该都非常符合“海燕”的需求。但当时国内将陶瓷作为水下耐压材料，也仅仅是在一些小型传感器上使用。但对于“海燕”整个舱体来说，国内没有厂家能生产。因此我们依托青岛海洋国家实验室平台，在国家重点研发计划项目的支持下，根据能找到的国际上有实验证明的成果，自主设计了“海燕”的陶瓷壳体，并和项目其他课题组一起合作开发了“海燕”需要的特殊壳体。

陶瓷外壳有了，但我们还需要在壳上圆管的两端各粘接一个金属环，这是保护陶瓷管体的关键和常见做法。因为耐压外壳本身成本很高，陶瓷壳体又很脆，没有人愿意冒险去给我们做这个工作。这个工艺问题又困扰了我们很久，只能自己一点点尝试，摸索工艺，并去找有经验的人去设计粘接的工装设备。最后大概耗时半年多才摸索成功。这个陶瓷壳体在2020年的规范化海试中发挥了重要作用，这也让我觉得，科研工作要敢于去尝试和摸索，这也是我们搞好科研非常重要的一种精神。

团队科研的每一步进展，都是不断遇到新问题新困难，然后再去想办法去克服它们的过程。包括搭建“海燕-X”的测试平台，设计研发它的浮力驱动系统、通信系统等等。

当然在这个过程中，我们也积累到了解决深渊观测平台关键技术与问题非常丰富的经验。未来“海燕”的目标是实现“双万”，就是航程能到1万公里，同时它能够连续下潜到1万米这样的一个深度，这样它能够实现全球所有海洋的观测，这也是我们“海燕”团队的总体目标。

另外，在“海燕”团队中，我感受比较深的是课题组的培养模式，团队更侧重于科教-产教“双融合”，我们的研究既要能面向世界科技前沿，真正解决实际工程应用的问题，而且是要解决国家重大需求的实际问题，这也让我觉得团队的研究是非常有价值的。

（编辑刘晓艳）