面对面｜如何让“梦想”号钻探到11000米深地？总台专访总设计师

　　作为我国自主设计建造的首艘大洋钻探船，“梦想”号总长179.8米、型宽32.8米，高81.2米，相当于25层楼房的高度。它配备有最先进的液压举升式钻探系统，最大钻探深度可达11000米。目前，世界范围内已有的大洋钻探船除了“梦想”号外，还有美国的“决心”号与日本的“地球”号，它们最大的钻探深度分别为9150米和10000米，而“梦想”号最大钻探深度可达11000米，是世界上已有大洋钻探船所能钻探到的最大深度。总台记者专访了“梦想”号总设计师张海彬，一起看看他与“梦想”号的故事↓↓↓

　　记者：打到11000米深是个什么概念呢？

　　张海彬：我们大洋钻探最初的目标是要打到地球的莫霍面，莫霍面是地球地壳跟地幔的一个分界面，实际上地壳在陆地上和海洋上是厚薄不均的，平均的厚度大概是17公里，但是在陆地上达到33公里，而在海洋大概只有6公里，所以从海上来说能钻到莫霍面的难度会相对低一些。因此我们大洋钻探船的一个目标，就是要在海上能达到钻到莫霍面的需求。它从海面到莫霍面总的钻深的距离是在7500到11000米之间，也就是说我们在莫霍面钻探的钻位选择上，具有更大的灵活性。

　　地球从内至外由地核、地幔、地壳组成。如果把地球比作一个鸡蛋，地壳是蛋壳，地幔是蛋清，地核是蛋黄，莫霍面位于地壳和地幔之间，就像蛋壳和蛋清之间的那层薄膜。上个世纪初，科学家开始重视莫霍面的研究，因为这对于了解地球的内部结构、地壳均衡状态以及火山地震等地壳活动具有重要意义，也有助于推动地质勘探和资源开发，促进地球系统科学发展。然而，由于钻探技术限制和地球内部极端的环境条件，人类至今未能成功钻探到莫霍面。而“梦想”号超强的深海钻探能力，也将有望帮助人类率先实现钻达莫霍面、探索地球内部奥秘的梦想。

　　张海彬：上面钻台中间是有一个转盘，将来在钻探的时候，钻杆就是通过这个转台上面连接，通过中间的孔洞伸到海底，每根钻杆长度是9.5米，需要一千多根，总共是可以达到11000米。

　　除了大洋科学钻探之外，“梦想”号还可以执行深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等国家战略任务。天然气水合物被认为是继石油和天然气之后的主要替代能源，覆盖了全球90%的海洋和30%的陆地。据科学家预测，全球天然气水合物的储量约为石油、煤炭、天然气总和的两倍，至少能够供人类使用1000年。也正是基于海洋天然气水合物开发需求，中国地质调查局早在2008年就开始酝酿“梦想”号功能定位的论证。

　　记者：当时有没有可能投入实践去做？

　　张海彬：在当时，实际上我们国家在高端海洋工程装备领域的自主研发能力还是比较薄弱的，我们走过了从引进消化吸收，再到逐步独立自主研发设计的过程。

　　张海彬长期从事船舶与海洋工程装备研发设计工作，2014年，他曾受邀登上美国“决心”号大洋科考船参观，那次参观让他深有触动。

　　张海彬：当时我印象最深刻的是船上即将随船踏上南海科考之旅的中国科学家。因为在跟他们交流的过程中，他们对“决心”号是非常羡慕的。他们说，如果我们国家能有这样一个自己的大洋钻探船该有多好，这样我们就不用交着昂贵的会费，用国外的大洋钻探船去执行科考任务。

　　记者：要交多钱呢？

　　张海彬：如果是执行我们国家提出建议书的航次的话，这个费用一次就要超过1000万美元。

　　在当时，中国科学家要搭乘外国科考船进行科考活动，还面临着诸多制约。

　　记者：如果中国的科学家搭乘了别的国家的科考船，拿回来的实验样品是归人家的船，还是归中国科学家呢？

　　张海彬：它实际上是归船，而不是归中国科学家。所以只能在船上进行实验分析，然后得出一些结果。但是这个样品本身的保存权不在我们，所以这一点是受制于人的。

　　记者：这个经历对于后来很快就到来的这个设计，有什么影响？

　　张海彬：我觉得我们有责任和使命做这样的事情，也正是这种责任和使命，支撑着我们在后面的船型研发过程中不断地攻坚克难。

　　2017年，在国家发展改革委、自然资源部申报下，“梦想”号正式立项筹建，中国船舶集团有限公司第七〇八研究所副总工程师张海彬出任“梦想”号总设计师。

　　记者：接到这个任务的时候，你们怎么评估这个任务？

　　张海彬：当时在超深水钻探装备研发设计领域，我们还是一个“学步的孩子”的时候，就要去完成奔跑，甚至跨越障碍，这的确是非常大的一个挑战。大洋钻探船被誉为深?？萍剂煊虻暮娇漳附?，其中的难度可想而知。实际上从我们团队本身来讲，还是有信心完成这样的一个任务的。

　　张海彬：因为我们整个的船舶工业是在不断提升的过程中的，我们这个项目发挥了全国各个单位的力量。不仅仅是我们七〇八所，也不仅仅是我们中国船舶集团，全国有150余家单位参与进来，实际上这个项目发挥了我们举国体制的优势。

　　2019年春，“梦想”号获得可行性研究的批复，随后进入初步设计阶段。

　　记者：进入哪个阶段的时候，真正的难就来了？

　　张海彬：我觉得最难的阶段，还是初步设计阶段。初步设计阶段实际上就是很多方案的落地，一些创新性的想法都是在这个阶段萌发的。

　　记者：作为一个船舶设计师，你心目中的梦想是什么？做出一个什么样的船，目标是什么？

　　张海彬：我的梦想就是为我们科学家研发一艘用得起、用得好的大洋钻探船。这个船可以概括来讲，就是“三高一低”，高就是我们这个船舶平台本身的综合性能最高，钻探作业系统的钻探作业能力最高，船载实验能力最高。一低就是我们整个船舶运营的成本要最低，这样才能够让我们中国的科学家，全球的科学家更愿意用这艘船。

　　那么，如何做到运营成本低呢？研发团队在对美国的“决心”号和日本的“地球”号的对比分析中得到了启发。

　　张海彬：这里面我们发现了一个比较有趣的现象。美国的“决心”号虽然船龄比较老，作业功能也有限，但是它实际上在国际大洋钻探中，反而使用得非常多，为大洋钻探服役了整整四十年，直到2024年9月才退役。而日本“地球”号大洋钻探船，它的整个功能更加先进，但由于它的吨位比“决心”号要大很多，差不多是要五倍还要多，整个运营成本非常高，反而在大洋钻探中使用得不多。我们也了解到，大洋钻探是一种公益性科学研究的活动，整个计划的实施也需要各个参与国提供匹配经费，对于大洋钻探船来说，除了它的作业功能之外，对整个运营的经济性也有非常高的要求。所以我和我的团队就下定决心，一定要为全球的科学家研发一艘用得起的大洋钻探船。

　　记者：就是说船大可能成本就大，出去一次花的钱可能就多，因此先把它的个头弄小，但是个头小对于设计者来说是不是就难了？

　　张海彬：是的，因为我们要在这么小的船型尺度的限制条件下要实现更多的功能，对我们来说具有非常大的挑战性。

　　最终，“梦想”号设计吨位为33000吨，不到“地球”号大洋钻探船总吨位的60%。虽然个头小了，但是它要实现的功能并没有减少，以作业模式为例，“地球”号大洋钻探船只有两种，而“梦想”号却实现了四种。

　　记者：这个难度有多大？

　　张海彬：这对于我们来说是一个非常大的挑战。怎么样以“小吨位”来实现“多功能”，包括大洋科学钻探、深海油气资源勘探、天然气水合物勘查。我们总结下来，相当于是要实现四种作业模式，这是在以往的国外的船型中所没有的。

　　记者：现在没资料、没例证，对你们来说，敢往前走吗？

　　张海彬：我们必须硬着头皮往前走，因为这是我们中国科学家对这艘船的期盼。我们在以往的项目过程中，可能更多采用定性的思维，提出这样的一个需求来进行功能上的叠加，去满足这样的要求。如果我们还是沿用常规做法，我们这四种作业模式，实际上最后做出的方案很可能就是一个超出日本“地球”号的船。虽然我们有了这样一个大洋钻探船，但是因为运营成本高，科学家还是用不起，还不是一个成功的项目。所以说在整个过程中，就不能用常规的方法，需要打破常规的思维定式。

　　研发团队创新提出了“小吨位、多功能、?？榛鄙杓评砟睿晒饩隽舜笱罂蒲ё晏?、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种功能同船融合设计的难题，完成了创新船型方案、新型连体双月池、DP-3级蓄能闭环电网等多项国际首创设计，研发了具有完全自主知识产权的大洋钻探船，在国际上实现了船舶尺度规?？刂坪妥酆闲阅芩降某?/strong>。