在上海，也有一群兢兢業(yè)業(yè)的科研攻關(guān)人員，焚膏繼晷研發(fā)滿足我國深海資源開發(fā)所需的關(guān)鍵裝備。近日，因挑戰(zhàn)深海作業(yè)前沿領(lǐng)域，開拓了專業(yè)深海重型機(jī)器人作業(yè)技術(shù)和裝備方向，上海中車艾森迪海洋裝備有限公司總工程師張定華榮獲首次“上海杰出工程師”評(píng)選榮譽(yù)。

 

　　從追趕到領(lǐng)跑

 

　　從牽引供電、電力變換到深海機(jī)器人領(lǐng)域，張定華都取得了不俗成績(jī)。他從事的研究方向是“電力變換與品質(zhì)控制技術(shù)”，聽起來似乎離普通人生活很遙遠(yuǎn)。“其實(shí)小到手機(jī)充電，大到高壓輸配電，幾乎只要有用電節(jié)能的地方，就會(huì)有這類技術(shù)的身影。”張定華解釋，他的工作主要是結(jié)合電力電子技術(shù)，將電能的使用、傳輸和存儲(chǔ)變得可控，達(dá)到綠色、高效使用電能的目標(biāo)。

　　電力變換水平與功率半導(dǎo)體的發(fā)展相輔相成。“一代器件決定一代裝置,一代裝置決定一代應(yīng)用”，這是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的規(guī)律。張定華介紹，我國的電力變換技術(shù)水平發(fā)展大致經(jīng)歷三個(gè)階段：大約2005年之前，主要學(xué)習(xí)西方技術(shù)；2005-2010年，將先進(jìn)技術(shù)與國內(nèi)的應(yīng)用需求相結(jié)合并推廣應(yīng)用，整流逆變技術(shù)已經(jīng)成熟；2010-2015年，大規(guī)模推廣至輸電、用電、配電和儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，誕生了多類型電力變換及電能質(zhì)量治理裝置，例如功率融通、無功補(bǔ)償、諧波治理、同相供電等等。

 

　　“我認(rèn)為2015年以后，中國在電力變換與品質(zhì)控制方向已經(jīng)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑，目前該領(lǐng)域內(nèi)全球最優(yōu)秀的人才以華人為主，主要的產(chǎn)品研制也以中國為主。”張定華說，正是在2015年，時(shí)為株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司高級(jí)工程師的他，將工作方向從陸地轉(zhuǎn)向深海。因?yàn)楫?dāng)時(shí)陸地變流技術(shù)已成熟，電力變換技術(shù)需要尋找新的空間，找到新的應(yīng)用場(chǎng)景。

 

　　為了學(xué)習(xí)前沿技術(shù)，張定華不遠(yuǎn)萬里前往英國，進(jìn)入世界最頂尖的機(jī)器人公司，了解深海作業(yè)領(lǐng)域的需求，論證了將電力變換及電控技術(shù)應(yīng)用在深海作業(yè)裝備上的可行性。2018年，張定華學(xué)成歸國，加盟上海中車艾迪森海洋裝備有限公司，一頭扎進(jìn)了深海作業(yè)機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域，并晉升為總工程師。

 

　　幾年來，他解決了該領(lǐng)域多個(gè)卡脖子技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)，及時(shí)突破歐美對(duì)我國深海裝備禁運(yùn)的困境，并獲得我國近年深海作業(yè)公開市場(chǎng)幾乎所有訂單，得到客戶和同行的認(rèn)可。其公司也榮獲多項(xiàng)榮譽(yù)，成長為國內(nèi)深海重型機(jī)器人領(lǐng)域獨(dú)角獸。

 

　　揭開深海面紗

 

　　通常，1000米以下水深的海域就被定義為深海，越深水下壓強(qiáng)越大。300米是飽和潛水員和大多數(shù)潛艇能到達(dá)的極限深度。海平面一千米以下，高壓、黑暗、寒冷、強(qiáng)腐、地形復(fù)雜，幾乎所有水下作業(yè)都需要深海機(jī)器人大顯身手。深海機(jī)器人作為進(jìn)行深海開發(fā)的必要利器，參與打撈搶險(xiǎn)、海底礦產(chǎn)開發(fā)、布設(shè)和維護(hù)海底跨洋光纜等工作，幫助人類揭開深海神秘的面紗。

 

　　應(yīng)用于深海機(jī)器人的電力變換裝置，需要承受隨水深不斷變化的高壓強(qiáng)環(huán)境，移動(dòng)應(yīng)用小型化、高功率密度程度是影響性能和系統(tǒng)成本的關(guān)鍵。“這個(gè)領(lǐng)域沒有專業(yè)器件，也沒有深海用制造標(biāo)準(zhǔn)，普通器件不能直接承受高壓強(qiáng)，用鈦合金、鋁合金等承壓艙，又會(huì)增加過多重量，這對(duì)移動(dòng)作業(yè)的機(jī)器來說是致命的。”張定華起初想到用樹脂作為填充劑，但實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)樹脂很難注滿，產(chǎn)品容易產(chǎn)生裂紋，試驗(yàn)十幾次都無法令人滿意。

 

　　“既然選擇這個(gè)領(lǐng)域，就應(yīng)該挑戰(zhàn)自我、勇往直前。”張定華激勵(lì)自我，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)，他們翻閱浩如煙海的資料，結(jié)合公司在變流行業(yè)的積累，發(fā)現(xiàn)一種90年代鐵路行業(yè)研制的油冷變流器這個(gè)老技術(shù)也許能解決新問題：給電力變換裝置加一層普通外殼腔體，腔體內(nèi)注滿液體油，通過器件封裝殼體面打孔形成自由油路，再完全浸沒在絕緣油中，結(jié)合壓力補(bǔ)償器的工作使得油跟隨深水壓力變化自由進(jìn)出，平衡腔體內(nèi)油和外部環(huán)境的壓強(qiáng)。同時(shí)油的自沸流動(dòng)能帶走熱量，還能提供很好的耐壓絕緣。

 

　　經(jīng)過不斷試驗(yàn)，電力變換裝置終于能成功在6000米的深度使用，并應(yīng)用在水下推進(jìn)器的驅(qū)動(dòng)、燈控器、水下直流組網(wǎng)等場(chǎng)合，使得機(jī)器人的用能效率提高20%。

 

　　有辛苦有幸福

 

　　科研攻關(guān)離不開個(gè)人的奇思妙想，更離不開團(tuán)隊(duì)的精誠協(xié)作。短短四年，張定華帶領(lǐng)的工程團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從數(shù)人發(fā)展到五十多人。他的團(tuán)隊(duì)成員以90后為主，他們剛從象牙塔步入社會(huì)，張定華在其中更像一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，挖掘每一個(gè)年輕人的特長愛好，給他們安排細(xì)化任務(wù)方向。他說：“我相信工程創(chuàng)意不是源于壓力，是源于內(nèi)心的熱愛。”

 

　　出生于湖南的張定華，2016年以前讀書、工作都未曾離開湖南。2019年作為引進(jìn)人才扎根臨港后，他發(fā)現(xiàn)臨港“高速發(fā)展、活力滿滿，政府高效親民，支持政策層出不窮，有利于新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”而且環(huán)境優(yōu)美、空氣新鮮，很適合科研人員居住。

 

　　張定華戲言，自己的工作“比較耗頭發(fā)”，有反復(fù)試驗(yàn)的艱難、枯燥，有出海工作的寂寞、辛苦，但也有通過技術(shù)解決應(yīng)用難題的滿滿成就感，更有解決用戶痛點(diǎn)后的自豪感。“其實(shí)每個(gè)城市、在每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，都有一群默默奉獻(xiàn)的工程師，他們圍繞客戶的痛點(diǎn)、既有裝備的短板和缺失，結(jié)合科學(xué)家們的先進(jìn)理論，研制出一代代新型的裝備，助推國家進(jìn)步和人民生活改善，我希望全社會(huì)能提高對(duì)工程師這個(gè)職業(yè)的認(rèn)可程度。”

 

　　展望未來，張定華希望政府為不同行業(yè)的工程師搭建更多跨界交流平臺(tái)，頒布更多實(shí)用政策來引導(dǎo)快捷聯(lián)合立項(xiàng)，激勵(lì)跨行業(yè)企業(yè)在特種細(xì)分領(lǐng)域引起共鳴，快速補(bǔ)齊短板，為海洋強(qiáng)國建設(shè)進(jìn)入“開發(fā)階段”把好裝備可控關(guān)。他也表示，公司大齡單身青年較多，盼望聯(lián)誼活動(dòng)早進(jìn)企業(yè)。