「潛龍三號」深海遨遊，離不開31年前一項基礎理論創新

4月20日，我國自主研發的深海資源自主勘查系統「潛龍三號」迎來首次海試，「三龍」（「蛟龍」「海龍」「潛龍」）已形成在深海遨遊爭相鬥艷之勢。殊不知，在這些傲人成績背後離不開基礎理論的突破與創新。

31年前，中國的第一艘深潛救生艇研製成功，它的背後一項原創理論跟隨著它孕育而生。2014年，《強度穩定綜合理論》專著由科學出版社正式出版。如今，「強度穩定」理論已正式應用於哈爾濱工程大學研究生教育。正如中國工程院院士、中國第一艘航空母艦「遼寧」艦總設計師朱英富對這一理論的評價：「這是在物理學的力學中進行的革新，是我國學者在世界基礎科學研究領域的一項新貢獻」。

強度和穩定：普遍可感知到的生活現象

「當年在大學學習的時候，老師講不清楚強度理論和穩定理論的關係，老師只說：它們是兩個不一樣的理論，是各自獨立、彼此分離的。」該書作者，90歲高齡的哈爾濱工程大學教授、博士生導師羅培林如今吐字已不清晰，但對科技日報記者說起研究緣起時思路依舊清晰，就是想搞懂從上大學開始，老師沒講清楚，自己也沒有想清楚的問題。

羅教授說，強度問題和穩定問題是普遍可感知到的生活現象。比如扁擔挑重物，承受不住而折斷是強度問題；鎚子釘釘子，長釘子與硬木頭一敲就彎了，短釘子就更容易釘進去，是穩定問題。這兩個問題看似不同的物理現象，解決的方法也不一樣。譬如解釋玩皮球，氣沒有的時候，它就凹進去了；氣打足了，他就鼓起來了。凹下去後形狀變了，這是穩定問題。

原創理論解決

中國第一艘深潛救生艇面臨難題

1971年，中國海軍要研製深潛救生艇，專門成立了一個研製工作組，代號7103，羅培林是這個組的副組長。歷時6年研製，設計過程中卻碰到了大問題：按照理論設計的潛水深潛器，重量比浮力大，下水就浮起不來了——它太重了。要讓它浮上來就得增加它的浮力。當時在國外是用浮力材料，但在國內既沒有生產，進口也被封鎖。羅培林想到的辦法就是採用許多藍球一樣大小的球殼（浮力球）使它浮起來。

浮力球的實際承載能力和理論計算能力相差很多。在大學讀書時，要解決這個問題，老師給的辦法是使用一個經驗公式——在理論值的基礎上打折扣，比如計算結果是100，實際使用70。不準確的計算方法讓羅培林決定製定新的研究路線。他聚焦於審視球殼被壓壞後的形狀分析，從球殼受壓後的變形外觀反求其工況狀態，得出與傳統觀念相悖的結論：建立一種將穩定理論和強度理論綜合起來的新理論用來解決「浮力球」承壓能力的準確計算難題。

1977年研製組用兩個「浮力球」進行實物實驗後獲得的數據表明:用綜合理論計算出的球殼承壓能力預測值與實驗值的相對誤差不超過3%，於是，他們決定採用「浮力球」增補「7103深潛救生艇」的浮力。最終，該成果應用在獲得國家科技進步一等獎的「7103深潛救生艇」。

為如今不斷刷新紀錄的各種潛水器研製

奠定了基礎

沒有經歷過共和國科研人員白手起家、獨自奮鬥的人可能無法理解研究報告得來的艱辛。羅培林教授在武漢研製基地堅守了七年，正當7103項目研製取得重大突破，深潛救生艇出海演練深海救生的前夕，他突發胃穿孔，瀰漫性腹膜炎，險些喪命。第一次胃穿孔經保守治療後，他仍到研製基地堅持工作。不料，第二次又患胃穿孔，胃切除2/3。這時，從不服輸的他，病塌上還繼續整理科研報告。

羅培林將研究後積存在7103研製組中的研究資料整理成研究報告《強度穩定綜合理論的探討和進展》，並在1978年發表。我國著名力學家錢令希教授等專家對這一新理論給給予了充分肯定和較高評價。中國工程院院士、原中船重工集團七一九研究所所長張金麟表示，該理論使歷史上彼此分家各自獨立發展與使用的「強度理論」和「穩定理論」合二為一。

該基礎理論創新緣起於浮力小球，科研成果也應用於浮力小球。整體理論構建了球殼和圓柱殼的新理論方程，開闢出快速構建薄殼理論的通道，解決了準確計算球殼承壓能力的難題，為如今不斷刷新新紀錄的各種潛水器研製奠定了基礎。

作者簡介：

李麗雲，《科技日報》駐黑龍江記者站站長，高級記者。2016年入選《財新傳媒》與中山大學合辦的第十一期駐校卓越記者。長期從事一線新聞報道工作，所采寫的報道曾先後榮獲全國五一新聞獎、科技部年度好新聞獎等百餘獎項。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！