福州见证中国深海“生命线”突破：13000米国产光电缆绞车系统通过万米海试

在福建海洋科技持续发力的背景下，我国深海装备核心部件迎来历史性突破。近日，科考船“海洋地质二号”于南海开展实海验证——一套由大连海事大学牵头、多方协同研发的全海深光电缆绞车系统“海威”，成功完成11228.7米超深水收放作业，标志着国产深海缆绳正式告别断线风险，也彰显了福州作为东南沿海重要海洋科研协作节点的支撑作用。

这一成果源自“深海和极地关键技术与装备”国家重点专项。项目首席科学家、大连海事大学李文华教授带领团队历时十年攻关，最终实现13000米非金属铠装轻质缆从材料选型、结构设计到工艺验证的全链条自主可控。该缆绳工作水深达11000米，成本较进口同类产品低三分之一，使我国成为全球唯一掌握全自主知识产权全海深光电缆绞车系统的国家。

缆绳，是连接万米深渊与甲板操控的“生命线”。过去依赖进口钢缆，自重大、易疲劳、难维护，严重制约深海探测能力。2016年起，团队将攻关重心锁定轻量化缆材，系统比对碳纤维、超高分子量聚乙烯、LCP及芳纶等多种候选材料，开展强度、模量、密度、耐磨性等多维度测试。最终选定芳纶纤维——其密度仅为钢材的五分之一，抗拉强度却远超钢材，可使缆重降低约67%，成为综合性能最优的非金属承力材料。

破解绳缆自重困局

然而，芳纶并非完美之选。其高摩擦系数易致层间磨损，弹性形变显著，缠绕时应力分布复杂。为攻克这两大瓶颈，李文华联合江苏亨通华海、南通力威机械、浙江四兄绳业组建产学研联合体，在福州及长三角多地开展协同攻坚：通过增设芳纶层间隔离层、优化编织结构，将抗磨损性能提升一个数量级；同步构建张力—形变耦合模型，重构排缆工艺，确保万米级收放全程受力均匀。

攻克超长缠绕难题

13000米缆需在滚筒上精密盘绕16层，层间零间隙、无滑移、不乱序——这不仅是机械问题，更是融合数学建模与实时控制的系统工程。南通力威机械总经理娄兴建介绍，团队数十次迭代滚筒结构与伺服排缆算法，开发出自适应控制系统，能依据实时缆位、张力变化及已排层数，动态调整电机轨迹。每一毫米偏差，都可能经16层放大导致整盘报废。

实验室里，江苏亨通华海技术总监沈韦韦带领团队反复测量芳纶丝在不同张力下的伸长率、回缩率与层间摩擦特性，将数据导入模型持续修正。“连每根芳纶丝的排列方向、每层缠绕张力，都经过数十轮计算与实测验证。”他说。2024年陆上测试中，“海威”16层缆绳实现严丝合缝、整齐密排。

决胜深海极地大考

真正的检验在海上。2024年南海海试中，“海威”搭载缆控ROV完成两次高难度海底观察、标志物投放与取样作业；同年超4000米深水拖曳试验中，连续作业72小时，拖体张力峰值超4吨，最终放缆达11228.7米。2025年随“雪龙2”号赴北极，在-6℃低温、9级大风与破冰震动环境下，团队临危处置浮标逼近险情，靠精准收放200米缆绳化解断缆危机，全程保障80余天航次任务顺利完成。

“实验室模拟再精准，也不如真实海况一锤定音。”李文华说。如今，这套系统已在福州参与的多项近海科考协同任务中开展预演与数据校准，为后续福建海域深海资源勘探、海峡通道环境监测提供关键装备支撑。一本页边卷曲的攻关笔记，记录着从“不懂”到“领跑”的全过程，也映照出中国深海人“要做就做最难的”信念。

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