“中国制造”创造中国荣耀

12月26日,第五届“中国制造日”全国主会场活动“中国荣耀“板块上,中国科学院院士、中国运载火箭技术研究院弹道设计专家余梦伦作主旨演讲。

  10909米!这是中国“奋斗者”号全海深载人潜水器坐底马里亚纳海沟时创造的中国载人深潜新纪录。

  1452公里!这是南方电网昆柳龙直流工程,也即世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程所达到的输电距离,同时,这个距离意味着昆柳龙直流工程是世界上输电距离最长的柔性直流输电工程。

  2.5倍以上!这是中国“天眼”FAST,相比全球第二大单口径射电望远镜,在灵敏度上的领先优势。

  一个个数字,一项项成就,记录着中国制造从追赶、并行到超越的历程,背后是一个个中国团队无数个日夜的攻关。在机遇与挑战并存的国际背景下,中国制造正在勇敢地在时代大潮中乘风破浪,创造着一个又一个“中国荣耀”。

  历尽苦难,铸就荣耀

  2020年12月22日12时37分,我国新一代运载火箭长征八号首飞成功。此前,长征五号、长征六号、长征七号、长征十一号4型新一代火箭,也分别完成首飞任务。随着长征八号成功首飞,“十三五”期间我国新一代运载火箭悉数完成亮相。

  “中国天眼”FAST,亦即500米口径球面射电望远镜,是世界最大单口径射电望远镜。最重要的技术指标就是灵敏度,达到了相当于美国同类仪器2.5倍的速度,相对于其他的百米级望远镜来讲,提升了至少一个数量级。不管是观测最神秘的天文学现象快速射电爆,还是在近地天体预警方面的应用,FAST终于使我国的天文学家第一次站在人类视野最前沿探索宇宙奥秘。

  凡此种种,荣耀背后,却有着漫漫过往和不为人知的艰辛。

  缺少经费,最后在18个月内不花国家一分钱让火箭上了天,这可能吗?

  在84岁的中国科学院院士、中国航天科技集团科技委顾问余梦伦身上,这件事真实地发生过。这位满头银发的航天飞行力学、火箭弹道设计专家,走上了第五届“中国制造日”的讲坛,回忆起往昔。

  上世纪70年代末开始,我国相当长一段时间内将全国之力集中于经济发展,没有很多经费分配给航天领域。在不利条件下,余梦伦等老一辈航天人为了不生疏本领、不在技术上落后于国际发展,自己带着长征二号捆绑火箭到国际上找经费。同意贷款给他们的是美国一家卫星公司。

  但是天上不会掉馅饼。这份合同条件苛刻,压力巨大。这家公司提出了条件,火箭必须得在签订合同以后18个月进行第一次飞行实验。如果第一次发射成功了,合同生效。第一次发射失败了,便要赔偿美国卫星公司18个月的损失。

  在必须一击即中、不容有失的情况下,1990年7月16日,“长二捆”火箭发射成功,距离合同签订正好是18个月。

  一代代航天人前赴后继,才有了中国航天如今的局面。“长征”家族不断壮大。余梦伦欣喜而自豪地感叹道:“回顾曲折的经历,这是自力更生、勇于攀登的航天精神的伟大胜利,对由航天大国迈向航天强国的新征程具有重大意义。”

  即便在今天,国家大力发展科学技术,大量科研经费投入尖端科技领域,攀登科技的高峰依然要付出极大的辛苦,面对很多挑战,其中也包括来自自然界的天然难题。

  中国科学院国家天文台研究员、FAST总工程师姜鹏介绍,FAST建立在贵州的一个山区里,属喀斯特洼地,大型设备没有办法进场。在这样的情况下,大家汇集了过去20年里大型结构的施工经验,在此基础上解决难题,完成了安装任务。

  “FAST的光环背后藏着100多个人的工程团队,用了26年的时间把它堆积起来。我们真正地把一个看似天马行空的设想做成了一个国之重器。”姜鹏说。

  但是为了达成目标,这份自立自强是必不可少的,在核心技术领域尤其重要。

  中国科学院声学研究所工程师、“奋斗者”号海试队员廖佳伟分享了一个小故事。“上世纪90年代初,我国‘863计划’访问团去法国考察,有一天中国的专家谈到水文通信的时候,法国人说什么都可以谈,就是水文通信没得谈。因为它有更广阔的应用,外国人包括美国都禁止对中国出口这种技术,所以我们要一直致力于研究水文通信”。

  从“蛟龙”号到“深海勇士”号,到万米载人潜水器,尤其是“奋斗者”号载人潜水器,中国实现了全海深通信,打破了万米纪录。“奋斗者”号从碧蓝潜入最为漆黑的海底,却真正绽放出了足够耀眼的光芒。

  至精至细,至高至远

  创下了19项世界第一的昆柳龙直流工程的攻关和成绩,折射了中国制造的不易与光荣。

  在昆柳龙直流工程受端——龙门换流站项目部会议室的墙上,挂着昆柳龙直流工程三端调试计划横道图。图上显示,从9月底至11月底共有21个关键节点。

  这相当于4个月的时间,他们要完成柔直变压器、柔直阀安装、高端站系统调试等多个重大节点的工作。南方电网超高压公司乌东德项目部变电分部高级经理甘宗跃说:“有16场‘硬仗’要打,平均下来7天左右有一场‘硬仗’。”

  昆柳龙直流工程的全称是乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程,是国家《能源发展“十三五”规划》及《电力发展“十三五”规划》明确的跨省区输电重点工程,是我国首个特高压柔性直流换流站工程。该工程西起云南昆北换流站,东至广西柳北换流站、广东龙门换流站,采用的是±800千伏三端混合直流技术,输送容量800万千瓦,线路全长1452公里,途经4省份15市州。

  柔性直流输电是以全控型电力电子器件IGBT为核心的新一代直流输电技术,是常规直流输电技术的换代升级,也是未来的发展方向。

  南方电网超高压输电公司检修试验中心高级工程师孙勇介绍,柔性直流相当于在电网接入了一个阀门和电源,可以有效地控制其上通过的电能,隔离电网故障的扩散,而且还能根据电网需求快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量,从而优化电网的潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。

  这项工程也是世界上容量最大的多端直流输电工程(换流容量16000MW)和世界上容量最大的柔性直流输电工程(8000MW),同时还是世界上第一个采用柔性直流换流站与常规直流换流站混合运行模式的多端直流输电工程,还具备当前世界上最大的电网黑启动能力。

  “常规直流和柔直组合应用,难度更大。”孙勇说,“以前是1对1,现在是1对2。打个比方,就类似有8个苹果,过去只能分给一个人,但是现在可以根据实际需求有3、5或4、4等多种灵活组合。未来西部可再生能源输出可能会发展到四端甚至五端,灵活匹配不同输送容量的送端和不同消纳容量的受端,可有效节约宝贵的输电线路走廊资源。”

  这项工程意义非凡。仅绿色效益一项,建成后,它直接将云南清洁水电输送到广东、广西,每年可减少粤港澳大湾区煤炭消耗920万吨、二氧化碳排放2450万吨。

  这项“超级工程”的背后是超级难度。

  昆柳龙直流工程于2018年3月获得国家核准,2018年12月全面开工建设,从核准到工程三端计划建成投运仅33个月时间。孙勇告诉中青报·中青网记者,说这次工程是他入职电网17年来最大的挑战也不为过。

  1489公里线路,横跨4省份的世界上电压等级最高的柔性直流输电工程,若失之毫厘,必将谬以千里。

  比如,柔性直流换流阀对安装环境温度、湿度及粉尘控制等都有着严格的标准,阀厅微尘标准优良等级必须小于百万级,力矩必须达到固定数值才能保证设备后期正常运转。

  在昆北换流站,有紧固3万多个螺栓的“力矩小哥”,完成800多面屏柜图实相符核查的“控保青年”,梳理1万多根光纤的“昆北追光者”。而一座阀厅的严格检查,至少需要2小时,需要质检员日复一日地重复着枯燥但又极其重要的动作。正是细节处的一丝不苟,才给“超级工程”打下了最坚固的基础。

  除了用心,还有创新。孙勇说,该工程是世界上首次实现柔直换流阀单一功率模块所有严重故障下均能自动安全隔离并长期可靠运行,模块抗浪涌电流能力达1000kA级。这是柔直换流阀团队攻关的重中之重,并且“目前这一创新成果已得到推广应用,在粤港澳大湾区中、南通道直流背靠背工程中已得到应用”。

  “最难的是缺乏成熟经验可以借鉴。”孙勇说。整个团队如同拓荒者,没有成熟的标准和案例供他们参考,他们只能摸索着,对试验项目、试验方案和合格判据等反复讨论、权衡比对,在现有试验能力和试验条件下,最大程度满足对新研制设备各类复杂工况下的等效性考核要求。针对设备研制和量产中的各类问题,他们联动设备制造厂家,疫情期间也用线上等各种方式及时分析研判,提出整改方案,确保了工程进度和设备质量。

  功不唐捐。截至目前,南网超高压公司4个技术攻关团队已攻克技术难题140项,累计申请发明专利65件,正在编制国际标准3项、国家标准7项、行业标准14项。

  12月27日,这项特高压多端柔性直流示范工程启动投产送电,较计划提前半年。这一工程连通了装机规模世界第七的乌东德水电站和粤港澳大湾区,每年新增800万千瓦西电东送通道能力。工程预计每年送电330亿度,相当于海南省一年全社会的用电量。

  虽然在柔性直流输电领域我国起步较晚,但拥有自主知识产权的核心技术以及成套能力正迅速追上。“作为世界第一个特高压多端混合直流工程,昆柳龙直流工程将直接推动我国电力技术和产业链抢占世界制高点。”南方电网超高压公司副总经理李庆江说。

  这意味着,中国在柔性直流输电领域正在由跟随变为领跑,在世界电力技术发展的尖端,中国制造并不缺席。

  国之重器,始于匠心

  一切磅礴都起于微末之处的极致用心。

  今年32岁的数控微雕技师常晓飞,是中国航天科工集团第二研究院283厂高级技师。在熙熙攘攘的北京城里,他整日与数控机床为伴,以沉稳专注的“匠心”迎接一次又一次的挑战——加工航空航天精密零部件是他的工作,通常到他手中的材料少有备件且附加值高,质量大于一切,一丝一毫都容不得马虎。

  常晓飞获得的荣誉很多:第六届全国数控技能大赛铣工赛项冠军,全国技术能手、全国五一劳动奖章获得者、中国航天科工集团中青年技术接班人;2020年,他的“数控微雕”绝技获评中华人民共和国第一届职业技能大赛“最受欢迎的中华十大绝技”。

  千里之行,始于足下。庞大的航天器由一个个精密零部件构成,而每一份精密得以实现的背后,都有着常晓飞等“大国工匠”数年耕耘累积的经验。

  1988年,常晓飞出生于山西一个普通的农民家庭。从小就喜欢动手拆装东西的他后来考入山西机电职业技术学院。他还记得自己第一次见到在全国数控技能大赛获奖的师兄时,“他们好像有那种光环”,也让常晓飞立下志向。一年级时都是理论课,常晓飞就偷偷溜进实训中心给高年级师兄当帮手,虽然稚嫩的他做的多是按按钮之类的简单工作,但是久而久之,老师和师兄们给他传授了不少经验和知识。

  日积月累,常晓飞一步步参加学校、市、省一级比赛,最后他终于也像师兄一样参加了全国数控技能大赛,并取得了良好成绩,于是,283厂也向他发出了邀约。

  283厂汇聚了全国各地的“武林高手”。与他同期进厂的每个新人也都带着光环。但是在这样的情况下,常晓飞师从学生时期的偶像曹彦生,带着始终如一的冲劲儿和韧性,入职一个月之后就可以独立完成任务,是他们那一批新人里面最早能独挑大梁的。通常,这个过程需要半年。

  常晓飞的工作并非只是字面上那么简单。每做一个产品,他都需要先掌握机床运动的特性,各种材料的加工特点,各种刀具的切削参数,加工时、参赛时都要将刀具、设备、人这三者融为一体,将这些要素用到极致,很考验平时的加工经验和手上功夫控制,将这些影响因素尽可能地降到最低,然后配合操作这个机器才能完成。

  在283厂期间,常晓飞在单位的支持下多次参加大赛,锤炼基本功,屡创佳作,屡获殊荣。作品“中华绝技”,在粗细堪比头发丝的金属上刻字,针尖大小的字在显微镜下才能看清。作品“点亮”,在金属板上指甲盖大小的区域钻出100个小孔,加工细微程度达到世界领先水平。这些小孔凭肉眼几乎看不到,但当强光从背后照射,一把熊熊燃烧的火炬就出现在了金属板上。

  厂里的90后职工已超过一半,950名技能工人中,全国技术能手就有40位。在专业技术领域竞争不可谓不激烈。如今,厂里也有了00后。看着这些初出茅庐的小同事,常晓飞会想起自己来到厂里时的样子,20岁,意气风发,一步步在283厂的培养下、在一次次大赛里、在日常工作的淬炼和挑战中,从一个稚嫩的、普普通通的农村孩子成长为全国技术能手。

  常晓飞参与加工的装备,曾多次亮相国庆节阅兵仪式以及纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵仪式、中国人民解放军建军90周年阅兵仪式。“我最自豪的事,就是看到自己参与生产的装备参加国庆阅兵,驶过天安门的时候。”常晓飞说。

  蓝图指引,破浪乘风

  电影《流浪地球》中,因为太阳的膨胀,地球不再适宜人类居住,所以地球踏上流浪征程。第一步是建造了领航者号空间站。影片里,全世界的航天力量进行了密集发射,建造空间站,吴京饰演的航天员刘培强在空间站的各个舱室之间能够工作和生活。

  电影中的这个场面,与中国航天科技集团八院149厂对接机构总装组组长王曙群的工作有关。王曙群所从事的工作中,最具代表性的就是对接机构的总装和总测任务。

  建造空间站过程中,由于运载火箭发射能力的限制,每次只能带一个舱室上去。而领航者号空间站是由无数个舱段组成。“我们像家里的孩子搭乐高玩具一样,把一个个舱室连接起来。对接机构主要的功能有三点:第一,抓得住,因为两个飞行器在天上要能够准确地捕获;第二,锁得紧,刘培强才能在不同的空间站飞行器之间工作和生活;第三,分得开,因为刘培强中校最终要回到地球怀抱。”

  “空间站建设不可能是由一间房子组成。每个房间之间的门就是对接机构,对接机构就是在两个飞行器之间形成一个刚性的气密通道。”王曙群骄傲地介绍,目前来说,对接机构全世界只有俄罗斯和中国能够制造;交会对接技术由俄罗斯、美国、中国完全自主掌握。

  这种骄傲也见于FAST总工程师姜鹏身上。他说:“做工程是奉献,但做好工程是团队的尊严,因为我们希望不管走到哪里都可以骄傲地说,这台望远镜是我们做的。”

  另一种骄傲,是在科技前沿奔跑时还能造福民生。中国航天科工集团三院33所生产一部副主任、高级工程师黄程友深有感触。他主要负责嫦娥五号轨道器加速器组合件的研制工作,产品用在地月转移和交会对接,用于飞行测量的控制工作。

  经常有人问,这么高的投入,应用在一些未知的场景里,有什么用呢?

  黄程友说,实际上,中国航天技术辐射到人们生活的方方面面,比如用太空技术制作的防寒服,方便面脱水蔬菜包也是航天技术,太阳能技术可以用在日常居住中,还包括卫星导航。很多人离开卫星导航已经没有办法出门了。

  “具体到我所在的惯性导航领域来说,我们通过航天工程研制出导航技术,可以用在飞机、轮船和车辆的导航上,为交通出行提供服务;还可以用在例如铁路轨道检测;可以用在采煤机当中;还有石油管道检测,以及灾后重建。我们研制的产品已经成功用于汶川的地震监测,以及舟曲的地震监测。”

  自主自强,惠及民生。谈到中国制造,过去想到的是一件衣服、一颗纽扣、一辆自行车。今天,这幅图景出现了翻天覆地的变化:火箭、卫星、庞大的输电工程。未来,可能会是数字孪生,是弹性供应链,是发现更多的宇宙奥秘。

  “坚持把发展经济着力点放在实体经济上,坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国,推进产业基础高级化、产业链现代化,提高经济质量效益和核心竞争力……”这是党的十九届五中全会上党中央对“中国制造”的一种期许。

  2021年即将到来。“十三五”规划圆满收官,“十四五”规划即将扬帆起航,中国制造正沿着规划的蓝图破浪前行。

  沿着正确的方向前行,中国制造的大潮中,为之努力的人该如何对待既往的荣耀?又该用怎样的姿态走向未来?

  姜鹏的一句话或可作答:“回头看一切都是值得的,但向前看,我们希望还是一切从零开始。”向前走,就是对历史的最好回望。

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