从买二手货，到对外出口限制，“地平线编辑器”的国产自主化之路_风闻

1966年，为了建设天津新港，国家特批了170万英镑，约等于4吨黄金的价格，从荷兰买回来一艘技术已经过时了的耙吸式挖泥船。

1985年，又高价从日本进口了一艘绞吸挖泥船，尽管只是每小时挖2500立方米的中型挖泥船，但已经是当时国内最先进的。

2001年，“货改耙”工程启动，10个月后，船舱容量12000立方米大型耙吸挖泥船“新海象”正式亮相，这也是中国当时最大的挖泥船。

2002年，上海交通大学在中交集团、交通运输部长江航道局、中铁建港航局集团和大型疏浚企业支持下，开始了大型绞吸式挖泥船设计技术研究及专用疏浚设备开发。上海交通大学也因此被称为“绞吸式挖泥船世家”。

2006年，中交集团天航局新建造的3000m3/h绞吸式挖泥船——“天狮号”在南通港闸船厂顺利下水。

我国第一艘具有完全自主知识产权的“天狮号”挖泥船的问世标志着我们大型挖泥船事业的正式起步。

2010年，由上海交通大学与德国VOSTALMG公司共同设计，招商局重工负责建造的挖掘效率为4500m³/h挖泥船天鲸号亮相。“天鲸号”装机功率、疏浚能力均居亚洲第一、世界第三。

2017年5月，中国商务部发布公告：为维护国家安全，对大型挖泥船实施出口管制，未经许可任何单位和个人不得对外出口。

2019年，亚洲最大的重型自航绞吸船“天鲲号”完成通关手续，从江苏连云港开启首航之旅，完全由我国自主研发、建造的疏浚重器“天鲲号”正式投产首航。

从重金购买淘汰挖泥船到大型挖泥船实施出口管制，中国挖泥船行业经历了风风雨雨的60年。

为何我国需要挖泥船？

在贸易高度全球化的今天，海运成了国际贸易的一条重要通路，但与公路、空运有着本质区别的点在于，世界上绝大多数水体都是自然形成的，那么想要通过海运进行贸易之前就需要先确保航道通畅。

尤其是对于我国而言，两大水体长江、黄河分别位列世界河流含沙量第四位与第一位，每年有大量的泥沙堆积在入海口。

大量的泥沙堆积不仅造就了中国第三大岛屿崇明岛，还堆积起来了一道拦门沙。拦门沙拦住的便是世界第一大港口上海港的交易航路。

以目前长江的含沙量计算，每年在入海口将堆积大约6000万立方米的泥沙，相当于64个水立方。

如不解决疏浚问题，世界第一大港上海港将成为名副其实的花瓶港口。

挖泥船作为一种工程船，不仅可以清理拦门沙，还可以将多余泥沙填海造岛。世界最大的人造岛屿之——迪拜棕榈岛就是依靠挖泥船进行填海造岛完成的。

造岛对于土地资源匮乏而海洋资源丰富的国家意义约等于点石成金，而我国刚好有一片区域同样海洋丰富，而土地资源匮乏，那就是南海。

南海作为我国领土不可分割且十分重要的一部分，分布着无数岛礁，但由于自然条件等因素，部分岛礁经常会因为潮起潮落被淹没在海水之下，十分不利于戍边士兵镇守。而挖泥船则可以以天然岛礁为基础建造适合人类居住生存的人造岛屿。

2013年，国产挖泥船天鲸号就在南沙作业超过200天，接连打造了美济岛、渚碧岛、永暑岛、华阳岛、南薰岛、东门岛、赤瓜岛、永兴岛等8座人造岛屿，由于岛屿的形状酷似航空母舰，因此也被网友们称为永不沉没的航空母舰。

从上海港的拦门沙到南沙的“航空母舰”，挖泥船凭借一手泥沙消失术和凭空造土术，也被叫做“地图编辑器”。

也就是说，中国拥有了挖泥船的自主研发技术就等同于拥有了中国地图的编辑功能。

挖泥船的国产化开端

在相当长的一段时间内，国际疏浚市场被荷兰、比利时等国的四大疏浚公司拥有，大型挖泥船技术被国外长期垄断。亚洲、非洲国家在疏浚行业毫无话语权可言。

在当时，中国挖泥船起初完全没有自主生产能力，面朝黄土背朝天的中国工匠天生对于大海的亲近程度不如海洋文明的子女。

而疏浚行则又是海洋工程中十分冷门的一个分支，中国想要开辟疏浚挖泥船，最初只能靠买买买。

但只靠进口，挖泥船的费用十分惊人，而长江口的航道疏浚工作需要大型挖泥船，买新的太贵，且等待时间太长。

上海航道局领导层最初基于成本和时间的考虑，打算采用国内外联合设计、国内建造、关键设备引进的稳妥建造模式。

但在与外方洽谈的过程中，外商依仗自己在疏浚行业的龙头地位，提出所有疏浚设备必须他们供货，否则不同意提供基本设计的霸王条款。

外国靠不住咱就自己造。

中国船舶工业集团公司第708研究所副总工程师费龙带着设计团队，开启了大型挖泥船“国轮国造”的历程。

面对我国第一艘自主设计的大型挖泥船，设计团队进行了大量的技术攻关和技术创新，如肥大船型线型开发，“一拖三”复合驱动技术，双轴发主电站，PMS功率管理系统，集成控制综合平台系统，高效主动耙头，溢流、消能新技术，预卸泥门、大型锥形泥门等疏浚设备研发技术。

最终，被誉为“神州第一挖”的新海虎号正式下水，成本比进口挖泥船低了30%。

随后，上海交通大学与德国VOSTALMG公司开启了耙吸式挖泥船的共同设计。成功打造了装机功率、疏浚能力均居亚洲第一、世界第三的“天鲸号”。

中国挖泥船中的佼佼者——天鲲号

而在中国众多挖泥船中，佼佼者的应该非天鲲号莫属。

天鲲号船长140米，型宽27.8米，型深9米，设计吃水6.5米，挖掘深度6.5米到35米，浅挖时，提升桥架，深挖时，通过桥架转换加大挖深。这个设计理念是在挖泥船领域是从未有过的，但实际建造难度也是呈几何级数增加。目前世界上仅天鲲号具有此功能。

天鲲号总装机功率25843千瓦，设计每小时挖泥6000立方米，绞刀额定功率6600千瓦，配置有通用、黏土、挖岩及重型挖岩4种不同类型的绞刀，这意味着它不仅可以挖泥挖沙，50MPa强度的风化岩石、珊瑚礁挖起来都会很轻松。

作为我国首艘从设计到建造拥有完全自主知识产权的重型自航绞吸式挖泥船，天鲲号的挖掘系统亚洲最强，远程输送能力也是世界第一，其泥泵电机总功率17000千瓦，最大设计排距15公里，一天便可以在15公里之外堆出一个足球场的面积的人工岛。更重要的是，它可以实现全智能化，一个按键，就可以实现自动定位，自动挖泥作业，极大地减轻了对操作人员的技术要求。

绞吸挖泥船的核心是绞刀，承载它的叫桥架。天鲲号桥架里面搭载了绞刀以及各种电机设备，总重量达1600吨，高度相当于14层楼高。

难以想象的是，将这个1600吨重的桥架嵌入挖泥船船体，安装间隙只有13毫米。

这对桥架与船体的制作精度提出了相当高的要求。但是，船体和桥架由于体积过于庞大，且都是露天制造的，白天作业时一面有阳光，一面没有，船体与桥架两侧的材料温度不同，产生的形变难以忽略，如果正常建造，势必会导致最后的成品因精度不达标而报废。

生产部部长张立新表示：“要对抗白天光照不均匀，一个有效的方法，是要找到钢板最稳定的时间段，特别是在高温季节。”为了寻找钢材最稳定最适合作业的时间段，工程团队对钢板采用了24小时跟踪测量，最后发现晚上某段特定时间钢材的变化最小，最稳定。

于是工人们每天工作的时间从深夜开始，持续了两个多月。

质量部副部长李晓波谈到，“天鲲号”采取分段建设再拼装的制作工艺，全船共分成96段建设，一般船舶的建造拼接误差为±4—6毫米，而“天鲲号”的分段误差只有±2毫米，桥架的拼接误差只有±1毫米。

这个庞然大物造成之后，最终要与船体连接。常规挖泥船桥架与船体的连接处就是一副水平绞合点，而“天鲲号”设计了上下两副水平的绞合点。

桥架与船体的连接处，共有12个绞点，船体6个，桥架6个。连接点的轴孔与轴必须严丝合缝，不能产生空隙。空隙太大，就会产生振动，加快轴和套之间的磨损，对桥架非常不利。

这些独立耳轴点要相对接上并插上轴，才能将船与桥架固定，而轴与连接点的安装空隙仅为3毫米，约等于3个手指甲的厚度。这意味着耳轴与轴孔的总误差不能超过1.5毫米。为实现这一点，耳轴自身的零部件误差不能超过0.03毫米，误差不能塞进一根头发丝。

天鲲号最小轴孔的直径只有62厘米左右，大约是一个成年人身体的大小。焊接工人钻进去，几乎没有移动的空间，对于在孔轴上方的焊接处，工人有时还必须躺着，仰面朝上焊。

按工艺标准，铸件要加热到150摄氏度以上，然后工人再进入孔轴，完成焊接工作。150度，距离工人不到50cm，对每位工人来说都是巨大的考验。产线实行轮班制，2-3个人一班进行轮换作业，每个焊工只能工作10分钟。

在狭小的孔轴空间中，穿常规的焊接防护服会加宽工人的臂膀宽度，提升作业难度，棉袄在这种情况下反而成为了隔热工作服。但是即便有了棉袄的保护，工人们在仰面焊接时仍会有火花落在焊工身上，生产部车间副主任沈超回忆道：“当时完成焊接工作后，几乎每个焊接工人的身上都有伤疤……”

在中国焊工的不懈努力下，“天鲲号”的焊接交出了漂亮的答卷：全部焊接长度1.4765万米，通过2653张X光探测，合格率达到了99%以上。

轴孔制造完成，如何将1600吨的桥架安装到位，对工程团队来说又是一道考验。

桥架上装有100多项精密设备，无论是那一个都经不起丝毫的碰擦。桥架对接船体的平移行程只有30米，但如何精准无碰撞平移一个1600吨的庞然大物是一个非常棘手的问题。光是评估平移方案，制造放就耗费了两年的时间。

传统挖泥船的解决方案是利用吊车将桥架吊起来，平放入船体，但是，船坞吊车的最大吊重能力只有500吨，而天鲲号作为亚洲最大挖泥船桥架本身突破了1600吨，吊车无法吊起桥架。

在众多个工程方案中，施工方最后选用了轨道平移的方式，成功将船体与桥架对接，天衣无缝。并采用起桥绞车应急电机，将桥架尾部成功吊起。

天鲲号正式待命，准备启航。

2018年6月12日，“天鲲号”完成试航，船舶的动力系统和推进系统等设备经受住了海洋环境的考验。2018年11月12日，“天鲲号”自动挖泥系统调试成功，开启了我国无人操控全自动挖泥的新时代。

2019年1月16日，科伦坡港口城项目完工，这个在太平洋的“人造海岛”，是我国为斯里兰卡修建的，我国也因此获得了港口99年使用权。

2019年3月12日，“天鲲号”正式投产，承担“一带一路”沿线国家工程建设任务。海外施工期间，“天鲲号”成功“啃”下硬度高达70兆帕的岩石，挖掘系统性能发挥远超设计标准，且全船电力系统、推进系统、钢桩台车系统、智能集成控制系统等均经受住了实战检验。

如何正确看待天鲲号

船舶监造团队王健组长对我国天鲲号的评价是：“我可以负责任地说，我们在荷兰、比利时之后排名世界第三。”

事实上，作为新一代的绞吸式挖泥船，比利时DEME公司研发的"Spartacus"号更是所有CSD疏浚设备中第一个引入LNG动力的，其特色包含了一套LNG动力推进系统和切割系统，也将是欧洲第一艘持有绿色牌照的疏浚船，当然这艘船也由IHC荷兰船厂全权承造。用知乎某大佬的评价来说：我们距离世界先进水平至少有8年的距离。

在疏浚领域我们的发展真的存在很大的问题吗？才会与世界第一差距8年时间？

事实并非如此，甚至可以说是恰恰相反。

疏浚挖泥船作为一种工程用船，最大的作用在于工程能力，当我们需要疏航与造岛时，提供足够的工程能力，能够高速高效地完成工程任务。或许挖泥船可以在一定程度上反应国家的海上工程能力，但如果仅凭借天鲲号与世界第一之间的距离，感叹我国疏浚行业发展缓慢，那这个人多少有点社会危害性。

作为世界第二大经济体，对我们来说，首要核心任务是发展，而不是方方面面，各行各业都做到世界第一。甚至，很多行业或者产业的发展任务并不是我国的主要战略目标，可以通过全球市场共谋发展，补齐制造业短板。即便是世界第一大经济体的美国，也无法保证在所有行业中稳固第一的角色。

拿前不久的英特尔新疆事件来谈，很多人反思最多的一个问题就是“H&M对新疆提出不正当言论时，我们可以抵制H&M，英特尔发出不当言论时，我们该如何抵制呢？”

很多时候“中国制造”抛开国民自豪感以外，我们更应该看到的是，凭借中国制造为我们赢得的话语权，在国外卡脖子时，我们可以自给自足，在国外企业发表不当言论时，我们可以大胆抵制。

当我们需要捍卫南海领土时，天鲲号可以说一声“正在驶向中国南海”！

参考文献《匠心磨砺 国之重器——天鲲号制造团队纪事》