當航行器在水空兩種介質高速穿越時會受到沖擊作用，而這一涉及多學科交叉的復雜力學問題應該如何去研究，一直是橫亙在跨介質領域的工程難題。隨著這一大型試驗裝置的投入運行，科研人員將一步步摸索水空穿越中的物理規律，也許更多未知的自然謎題將被解開。

航行器高速穿越水面時會產生極大的沖擊載荷，航行器表面和尾部出現的空化氣泡和通氣氣泡交織在一起，導致航行器的受力和運動異常。這一現象因短暫和捕捉困難，始終無法深入探索研究，也因此成為了一項關鍵核心技術，制約著該類航行器的發展。

“啟動！”隨著中心控制室的科研人員下達中控系統指令，實驗艙內平靜的水面掀起劇烈的波浪，水下暗流涌動，航行器高速沖出水面，這驚濤駭浪的瞬間被中控室的科研人員盡收眼底。“我們的實驗艙是真空的，實驗室有5000多噸水，科研人員只需要在系統中設置參數，實驗室就會造出不同的波、流，模擬不同的海洋環境。”姚熊亮介紹。

該實驗室建筑面積5500平方米，包含15個大系統，各類設備近200臺，可實現復雜海洋環境模擬、超低氣壓模擬、水下高清觀測，是國內首個實現“一次減壓，連續試驗”的大型水動力試驗設施，同時隨著試驗系統不斷優化，將逐步實現“一人指揮、自動試驗”的全自動化試驗流程，大幅提高試驗效率，降低試驗成本。

中控室大屏幕上同步展示的還有系統實時捕捉的各種實驗數據，通過與水聲專業的先進聲學技術的測量數據對比，該裝置捕捉數據具有較高的精度，能夠滿足工程和科學研究使用。姚熊亮介紹，該裝置可以開展高速、低速跨介質模型試驗或者部分原型實驗、深水試驗，涉及到流體力學、空泡動力學、熱力學等多個基礎學科的研究。

該裝置運行后，姚熊亮總覺得時間不夠用，他帶領團隊同時開展多個前沿課題的研究，還有很多任務在排隊。“現在投入精力最多的是航行器出入水時出現的非線性非平穩物理過程，我們必須通過大量模擬實驗把相似性規律吃透了，不然這個數據很難運用到實際的工程中。”與此同時，團隊還聯合其他領域的專家開展水下近場光學測量系統以及復合材料方面的研究。

圍繞大型試驗裝置，實驗室還衍生出一些小裝置，實現了技術突破。曾經壓力測量需要將力轉化成電信號或運動信號，而如今科研人員可以實現波-波測量。“我們在裝置中輸入4個波就能測出我們這個航行體中的應力波，再反推入射波。”

航行器復雜動力學與控制試驗與測試系統是哈工程牽頭，10余家單位共同參與，歷時10年時間建造完成的。“這個項目是學校船海學科實力的體現，戴遺山教授的勢流理論、李維揚教授的流固耦合原理、黃勝教授的空化空泡理論，以及徐玉如院士的高度智能化倡導，均如實驗室建設的一盞盞明燈，沒有這些理論的支撐，我們對于航行器的運動和受力的測量就是一句空話。可以說，這個實驗裝置是幾代船海人智慧的結晶。”姚熊亮說，“我們一直以船海領域人才培養的搖籃著稱，如今，我們也可以登陸上天了。”

據悉，海德威將投資1000余萬元，聯合哈工程煙臺研究院，圍繞LNG、甲醇等新型船用能源開展技術攻關、成果轉化、產品測試和人才培養等一系列關鍵工作，共同打造滿足未來產品測試需求的智能化新能源綜合實驗測試平臺，并將以此為契機，持續圍繞綠色船配生態開展更為深入的合作，共同培育發展智能環保船配產品生態鏈。

船舶新燃料供給系統作為海德威的重要研發項目，于2016年啟動研發并成立團隊。截至目前，基于LNG和甲醇的新燃料供給系統，已接連取得主流船級社認證并收獲市場認可。

深海水平式卡箍連接器交付現場

人類潛水最深的吉尼斯紀錄是332米，1500米的深海環境只能通過水下機器人（ROV）操作專用的連接裝備，實現水下生產設施之間的快速連接。在深水連接時，深海水平式卡箍連接器兩端的同軸度誤差不到0.2毫米。


水下機器人（ROV）正在自主操作連接器

水下機器人（ROV）操作鎖緊卡箍

團隊研究人員正在測試Hot Stab接口

測試螺栓鎖緊情況

海工現場進行電導線端子檢查工作

2017年海洋文化館被命名為全國海洋意識教育基地，2018年海洋文化館獲批黑龍江省中小學研學實踐教育基地，2019年“科創嘉年華活動”獲評“全國科普日優秀活動”，2019年船舶博物館獲評全國海洋科普教育基地。

學校海洋文化館牽頭，聯合國內涉海高校、科研院所、博物館，于2018年組建了“
全國海洋文化教育聯盟”，現有成員單位27家。

“海巡09”是我國目前噸位最大、裝備最先進、綜合能力強的海巡船，具有世界領先水平。為了實現“海巡09”的智能船體結構，必須要裝備一套能夠結構健康狀況自我檢測的智能系統。

據介紹，該系統可通過監測數據對當前海況下船體與海洋平臺結構強度進行評估，對疲勞壽命進行預測，并根據船舶航行工況和結構響應特征，給出駕控決策和維護建議，具有砰擊識別、故障診斷、強度評估、監測預警、輔助決策等功能。

據悉，該系統已應用于多艘高科技船和高性能船。

         

該裝備是國內首臺套應用于渤海油氣田開發的國產水下控制系統，各項指標達到國際同等水平，并通過挪威船級社（DNV）認證。項目甲方中海油研究總院認為，這標志著我國高端海洋油氣關鍵裝備國產化取得重要突破，開辟了淺水油田作業新模式。

渤海石油礦藏豐富，但水上航道縱橫，無法采取傳統的海上平臺的直采方式，而使用水下生產系統實現海底油氣開采并將油氣輸送到遠距離海洋平臺是最佳途徑。在復雜的海底環境中，如何安全可靠地實現對油氣開采裝備的控制是核心關鍵，這項核心技術業內被稱為水下控制模塊（SCM）。

水下控制系統的相關技術和裝備，僅被歐美少數幾家公司壟斷。因水下作業對設備安全性和可靠性標準要求極高，一旦發生泄漏問題，將對海洋生態造成嚴重損害。面對這項高風險和高技術研究，國內高校和研究單位極少涉及。甚至國內外業界也有人認為“這么高端的設備中國短時間造不出來”。學校水下作業技術與裝備研究所潛心鉆研，在渤海淺水油田開發項目中，用三年的時間，攻克了水下控制系統的主要核心技術和裝備制造技術——水下控制模塊（SCM）。

水下控制系統研發團隊合照

水下控制模塊（SCM）作為水下控制系統的“大腦”，是一個機、電、液、光一體化的設備，從設備細節到整體系統都要經受高溫、高壓、高強度沖擊振動的考驗，需解決多學科難題。

液壓上要求所有液壓元器件特別是液壓集成閥板承受10000psi的高壓，不允許有一絲一毫的滲漏。經受住如此高壓，才能滿足設備水下作業需求條件。“這些直徑8mm液壓接頭，要承受700多公斤的重壓，相當于兩個世界舉重冠軍的舉重成績。”研發人員賈鵬說。電氣上要求全冗余化控制，控制系統要能承受70度高溫環境。機械上要解決14路液壓接頭和4路多芯電接頭同步精確對接和鎖緊問題。這些難題均被團隊一一攻克。

水下控制模塊

逢山開路、遇水搭橋，水下作業技術與裝備研究所團隊突破水下高壓集成式液壓閥板、水下多路液壓電氣回路自動精確對接、鎖緊解鎖、SCM安裝及回收、雙SEM冗余控制、水下供電單元電力智能監控和主控站多路數據處理等多項核心技術，成功研制了具有自主知識產權的水下控制模塊（SCM）、主控站、電力單元和安裝回收裝備，為水下油氣開采成功研制出“最強大腦”。

水下控制系統的組裝與現場測試


水下控制模塊順利完成對接試驗


水下控制系統成功完成高壓艙測試


水下控制系統交付甲方

根據《MARPOL公約》附則VI修正案要求，自2023年開始，現有及新造船需符合EEXI規則能效要求，而改造或安裝氣體減阻裝置成為提高船舶能效的主要手段之一。為此，公司科創小組今年4月成立“國際氣體減阻”項目組，主動出擊，通過產學研合作，與哈爾濱工程大學聯合研發氣體減阻裝置。雙方人員從匹配船型選擇、減阻系統框架、氣泡氣層成型分析、氣體防逸方式到數字模型建立、模型縮尺比分析等方面入手，先后完成了水動力分析等前期準備工作，并通過三輪數模計算和數值修正，得出該減阻裝置減阻率理論值在10%以上結論，下一步雙方研發人員將以此為理論依據進行船模拖拽實驗及后續研發工作。

根據計劃，整套氣體減阻裝置將在年底完成試驗樣機制作，屆時，公司將與長期從事合作的修改裝及新造船船東一起研究產品市場方向，共同進行氣體減阻裝置合作推廣。




氣層成型示意圖

阻力曲線(通氣前后)

4月初，松花江某支流上長10米寬10米的一座方形“碾冰機”，伴隨轟隆隆的風機聲，所行之處“冰花四濺”，不斷擊碎河面厚達0.5米的冰殼，讓一江春水恢復奔流。這個狀如堡壘的“神器”是哈爾濱工程大學船舶工程學院極地工程與裝備技術研究團隊牽頭研發的國內首個“冰區氣墊破冰平臺”，性能達到國際先進水平。

氣墊破冰是一種新型的破冰方式，具有破冰效率高、經濟性好等特點。哈爾濱工程大學積極響應“一帶一路”倡議，為滿足建設“冰上絲綢之路”的裝備技術需求，聯合國內技術優勢單位，與氣墊破冰方面技術實力較強的俄羅斯大學和研究院通力合作，成功申報國家重點研發計劃戰略性國際科技創新合作重點專項項目。

項目歷時3年，順利完成了冰區氣墊平臺總體設計、冰池試驗及樣機研制和現場試驗等項目關鍵環節，對探究新的破冰方式、提升破冰能力研究的水平、掌握極地氣墊運輸平臺的設計技術等具有重要的意義，為后續研發“乘風破冰”的極地氣墊破冰船奠定堅實的基礎。

樣機平臺合攏后下水

該項目開創了國內科研團隊與俄羅斯開展氣墊破冰平臺合作研究和先進適用技術的應用示范，聯合提升我國與俄羅斯極地環境下航行的科技水平，為能夠在寒區低溫環境下水域破冰、并通過功能拓展可形成物資及人員轉運、應急救援及工程作業能力的新型極地裝備研發提供了有效支撐。

樣機破冰試驗

水聲工程學院李海森教授牽頭完成的《系列化淺水多波束測深聲吶關鍵技術創新與應用》獲科學技術進步獎一等獎，物理與光電工程學院苑立波教授牽頭完成的《高精度光纖偏振器件測試技術及應用》獲技術發明獎二等獎。

《系列化淺水多波束測深聲吶關鍵技術創新與應用》項目突破了高端淺水多波束測深聲吶高精度方位估計、沿航跡向合成孔徑處理、無安裝約束免校準等關鍵技術，實現了高精度、超寬覆蓋、多功能一體化測量以及系列化設備研制、批量生產和推廣應用，使我國成為繼美國、挪威、德國等國之后突破該聲吶核心技術的少數國家之一。

此前已在南海島礁調查重大專項、中俄界河劃界、潿洲島航海安全保障、三亞某海域地形勘察、葫蘆島敏感物搜尋等數十項應用中發揮了關鍵作用。項目成果曾入選“十二五”國家科技創新成就展并受到黨和國家領導人檢閱，其綜合社會和經濟效益顯著。

《高精度光纖偏振器件測試技術及應用》項目針對制約我國高性能光纖器件研發及應用中測試與評估重大需求，打破了國外技術封鎖，發明了高精度光纖偏振器件測試技術。

項目技術難度大，創新性強，成果已廣泛應用于航天科工、航天科技、兵器工業、中國電科、中船重工等眾多陀螺研發單位，研制的核心器件和陀螺系統應用于多個國家重大工程和重點武器型號，獲得了顯著社會經濟效益，全面提升了我國高精度光纖陀螺核心器件、光路和系統的研發、生產及應用水平，為我國超高精度光纖陀螺全面實現自主可控奠定了堅實基礎。

哈工程立項項目一覽表




經專家綜合評議及公示，此次845個項目被認定為第二批新工科研究與實踐項目，包括273個綜合改革類項目和572個專業改革類項目。

為扎實推進新工科建設，教育部于今年3月啟動了第二批項目申報工作。學校高度重視，精心籌劃，積極拓寬申報渠道，根據教育部工作安排，通過校內遴選，推薦項目3項；作為項目負責人及牽頭單位，通過教育部高等學校教學指導委員會、各類行業協會等推薦項目3項，均獲入選。

此次6個入選項目，涉及專業結構改革、多學科交叉、創新協同育人等多個領域，尤其在智慧海洋、海洋信息工程、海洋機器人領域展現學校辦學特色，既有力拓展了學校新工科項目建設的廣度和深度，又充分體現學校在船海方向的學科優勢和育人特色