“蛟龍”號聲學團隊合影（科技日報圖片）

2012年6月24日，一個註定將寫入中國載人深潛歷史的時刻。

這天清晨，北緯10度59分，東經141度59分的太平洋海面上波濤翻滾。此時，中國首台載人深潛器“蛟龍”號正在母船“向陽紅09”上進行着各項“熱身”活動，準備執行我國載人深潛7000米海試第4次下潛任務。

與此同時，在一萬公里以外的北京，一位75歲的老人一大早就匆匆地從家裡趕到中科院聲學所實驗室，目不轉睛地盯着中央電視台現場直播鏡頭。

北京時間5時29分，“蛟龍”號入水，開始下潛。通過水聲通信機，“蛟龍”號和母船建立了穩定的通信聯繫，其各種數據持續傳輸到母船的指揮室，指揮部成員們密切關注着下潛過程。

9時07分，“蛟龍”號潛至7020米，當試航員用通信機的水聲電話功能向指揮部報告深潛突破7000米時，整個“向陽紅09”沸騰了，海試隊員們互相擁抱握手，慶祝“蛟龍”號創造了我國載人深潛的新紀錄。隨後，“蛟龍”號在作業過程中經水聲通信機多次傳回圖像數據。15時57分，“蛟龍”號浮出海面返回母船，此次海試取得圓滿成功。

看到潛水器將語音、指令、文字、圖像都順利傳回了母船，甲板上的“蛟龍”號副總設計師、聲學團隊負責人——中科院聲學所研究員朱敏感覺“心裡的一塊石頭終於落地了”。

而此刻，在北京觀看電視直播的花甲老人終於露出了輕鬆的笑容，他就是“蛟龍”號專項總體組成員、中科院聲學所研究員朱維慶。儘管由於年齡原因，朱維慶沒能去海試現場，但他對自己的弟子充滿了信心。事實上，他的學生最終沒讓他失望。

令朱維慶倍感欣慰地是，“蛟龍”號隨後又進行了兩次下潛試驗，最大深度達到7062米，創造了國際同類作業型載人深潛器的新紀錄。在這期間，水聲通信系統工作穩定，數據、文字、圖像、語音的傳輸效果良好，期間現場電視記者和文字記者還分別多次通過水聲通信系統對試航員進行了語音採訪和文字聊天。

至此，由中科院聲學所研製的這套高速數字水聲通信系統，經過深海大風大浪的洗禮，成為了“蛟龍”號深海載人潛水器上的通信利器。與國外的載人潛水器聲學通信系統相比，其功能和性能都首屈一指。在科技部有關“蛟龍”號載人潛水器海試工作總結報告中，這套具有完全自主知識產權的水聲通信系統得到了科技部部長萬鋼的親自批示和好評。

“蛟龍”號專項總體組成員、中科院聲學所研究員朱維慶在試驗現場

水聲通信讓深海“更透明”

神秘浩瀚的海洋一直是人類探索自然奧秘的前沿領域，蔚藍的大海不斷激發着人們的好奇心。隨着人類開發和利用海洋步伐的加快，利用海洋信道進行信息傳輸的需求大大增加。

陸地通信主要靠電磁波，但由於海水是電的導體，電磁波在海水中衰減得很快，這一利器到了水中特別是深海中卻沒了用武之地。而聲波在海水中可以傳播很遠，因此水聲通信技術應運而生。

水聲通信是一項在水下收發信息的技術。它的工作原理是首先將文字、語音、圖像等信息經過編碼、調製處理後，由功率放大器推動聲學換能器將電信號轉換為聲信號。聲信號通過水這一介質，將信息傳遞到遠方的接收換能器，這時聲信號又轉換為電信號，經過放大、濾波和數字化後，數字信號處理器對信號進行自適應均衡、糾錯等處理，還原成聲音、文字及圖片。

迄今為止，水聲通信是唯一可在水下進行遠程信息傳輸的通信形式，其自身的技術特點和獨特優勢，使它已經成為海洋資源開發和海洋環境立體監測系統中的重要技術之一，在海洋技術與海洋工程、災害預防和環境保護、航海等領域具有重要的應用價值。

朱維慶介紹說，依靠水聲通信技術，可以實現對水下機器人的遠程控制，還可在載人潛水器和母船之間實現無纜語音通話和數據傳輸。除此之外，在海洋環境監測和資源開發方面，水聲通信技術發揮着不可替代的作用。

“它可以及時快速地將海洋觀測和監測數據傳輸到水面，進而提供給科學家進行研究分析，這對於海洋相關科學研究以及海洋污染數據監測意義重大。”朱維慶表示，水聲通信技術為深海觀測和研究提供了新的技術手段。“打個形象的比喻，有了水聲通信技術，浩瀚無垠深不可測的海洋立即就變得‘透明’起來，大洋的各種觀測數據可以實時地呈現在你的面前，這是人類認識深海、研究海洋技術手段的一次重大突破。”

正因如此，水聲通信技術是當今海洋高技術領域最前沿的技術之一，但由於水聲通信技術的敏感性以及巨大應用價值，國外長期將之列為禁止出口中國的高技術產品，目前仍嚴格控制。

憶及這點，今年已75歲高齡的朱維慶有着深刻的體會：上世紀90年代初，我國863計劃訪問團在法國考察，有一次當中國專家談起水聲通信技術時，法國人卻聲稱“什麼都能談，就是水聲通信不能談!”

“蛟龍”號聲學團隊負責人、中科院聲學所朱敏研究員在7000米海試現場工作

20年過去了，這句話至今讓朱維慶難以忘懷。從那時起，把中國的水聲通信技術搞上去便成了朱維慶等水聲研究人員的一大心願。儘管我國的水聲通信研究起步較晚，但朱維慶和同事自上世紀80年代起開始關注和跟蹤這項海洋前沿技術，並為此一直積蓄着力量。

科研創新需要“智勇雙全”

機會總是會垂青有準備的人。中科院聲學所和朱維慶終於等到了機會。隨着我國海洋研究技術的進步和海洋資源開發事業的發展，2002年6月，“蛟龍”號載人潛水器正式成為863計劃“十五”期間重大專項。

搞了大半輩子水聲技術的朱維慶意識到了深海載人潛水器對於水聲通信技術的迫切需求。經過層層申請和篩選，朱維慶和他的弟子朱敏帶領團隊承擔了“蛟龍”號水聲通信系統的研製重任。中科院聲學所作為“蛟龍”號副總師單位，負責聲學系統的研製。朱維慶擔任專項總體組成員，朱敏則是“蛟龍”號副總設計師、聲學系統負責人。

“蛟龍”號水聲通信系統該採用什麼樣的技術路線？朱維慶第一時間就想到了“高速數字水聲通信技術”。這項技術在語音通信的基礎上，還可以在大洋深處實現對數據、文字、圖像的高速即時傳輸。這是當今一項代表大深度水聲通信的前沿技術，目前世界上只有美國、日本等國開始這方面的研究。

從事多年水聲通信技術研究的朱維慶深知，“蛟龍”號作為我國第一台大深度載人潛水器，其技術和應用需求對於發展我國高速數字水聲通信系統是一個千載難逢的機會。“如果錯過了這個機會，再想發展這方面的技術就難了。”

更為重要地是，在朱維慶看來，一個立志要做出點成績出來的科研工作者和團隊，一定要“智勇雙全”，首先就是要有勇氣，“敢幹，敢自己干。”他認為，搞科研必須不斷走在最前沿。“高速數字水聲通信是代表大深度水聲通信的先進技術，我們就得有膽量來沖一衝這個技術。”

敢於嘗試和挑戰，也就意味着要承擔責任和風險。對此，朱維慶有着自己清醒的認識。“如果不敢承擔風險，而只是一味地模仿和跟蹤國外的技術，在前沿技術研發方面就只能被別人牽着鼻子走，永遠做不出具有突破性意義的成果。”

“蛟龍”號試航員、中科院聲學所副研究員楊波（左一）與試航員葉聰、崔維成在載人艙內合影

科學研究有其自身的規律，而前沿技術研究是一項需要智慧的事業，光有勇氣是遠遠不夠的。這是朱維慶一直秉持的科研理念。在他眼中，科研創新從來就不是一蹴而就的，必須有足夠的積累和積澱作為基礎。要挑戰高速數字水聲通信系統這個難題，此前十幾年的相關技術跟蹤和積累給予了他相當的信心。

自上世紀80年代起來，中科院聲學所在水聲通信研究領域進行了紮實的研究和跟蹤，進行了相當的技術積澱。從“七五”時期開始，在國家863計劃的支持下，聲學所一直持續不斷地進行着水聲通信核心技術的研發，並取得了一系列進展：在“七五”期間研製了基於多頻移鍵控技術的非相干水聲通信機樣機，在“八五”和“九五”期間開展了基於多相移鍵控技術的相干水聲通信機關鍵技術研究，並研製了通信機樣機。而在“十五”期間，聲學所研製了中程高速水聲通信機工程樣機。

在對比國外相關技術和立足“蛟龍”號實際需求的基礎上，聲學所團隊決定自主研發水聲通信系統的核心設備——水聲通信機，並制定了通信機的具體技術方案，即採用了相干水聲通信、非相干水聲通信、擴頻水聲通信、水聲電話四種通信技術手段，使之能夠在不同的水聲環境下實現圖像、文字、指令等數據的即時傳輸，從而使水下通信功能由“電話”升級為“QQ”。

在後來一系列海試中，“蛟龍”號通信機展示了很強的抗噪聲能力，作用距離幾乎覆蓋了所有海洋深度，水聲相干和非相干通信可以在正負50度寬廣的範圍內工作，而擴頻和語音通信的工作範圍更廣。載人潛水器母船可以准實時的觀測到潛水器的工作狀態，7秒或者14秒傳輸一幅光圖或聲圖。

朱維慶自豪地表示，“蛟龍”號上裝載的高速水聲通信技術能夠實時傳輸語音、文字和圖片，這是國外絕大多數載人深潛器所沒有的，其綜合性能和功能已經達到世界先進水平。而朱敏透露，在2012年5月於香港召開的國際聲學會議上，他們受邀在大會作了有關“蛟龍”號高速水聲通信系統的專題報告，獲得了國際同行的極大關注。

歷經風浪洗禮的“化蛹彩蝶”

“蛟龍”號聲學系統的研製和實驗面臨着時間緊任務重的雙重壓力，尤其是在被稱為載人深潛成敗“試金石”的關鍵環節——海上試驗階段，複雜變多的海況使得聲學團隊的任何最新技術嘗試都將面臨着極大風險。

萬事開頭難。在“蛟龍”號首次進行的50米海試中，水聲通信團隊就遭遇到了麻煩：由於母船噪音非常大，同時海區水深太淺，一些設計缺陷也集中暴露出來，導致水聲通信一直不能建立。

負責水聲通信的中科院聲學所海試隊員在“蛟龍”號下潛前布放聲學吊陣

開弓沒有回頭箭，海試必須繼續進行，海試領導小組要求聲學所在短期內必須拿出聲學通信的解決方案，保證1000米海試能夠順利進行。

面對壓力，聲學團隊並沒有選擇迴避，而是迎難而上。朱敏帶領團隊對出現的問題進行了詳細的分析，並在863計劃海洋技術領域辦公室成立的技術諮詢專家組的建議下，很快就確立了新方案，即用模擬制式的水聲電話方案暫時代替數字通信，解決淺海試驗的通信問題。

水聲電話技術是一種較為成熟的水下通信技術，且有實際的應用案例，如美國著名的“艾爾文”號載人潛水器採用的就是這種技術。

為保萬全，在技術諮詢專家組的聯絡幫助下，由北京長城電子裝備有限責任公司負責提供一台水聲電話作為備用的應急通信系統。該公司是一家在水聲通信領域擁有豐富經驗和過硬技術的軍工企業。在接到緊急任務後，公司專門成立了項目保障組和科研組，由總經理牽頭，帶領技術骨幹憑藉着忘我的工作精神和紮實的技術功底，硬是在短短的21天內，就完成了針對“蛟龍”號應用的改裝工作。

同時中科院聲學所科研人員發揚能打硬仗的精神，僅用3天時間將水聲電話方案在現有數字通信平台上實現。2009年10月3日，在水聲通信系統的支持下，“蛟龍”號載人潛水器成功下潛到1109米深度，1000米海試取得圓滿成功。

由於在1000米海試階段暴露了很多問題，聲學團隊在海試結束後認真總結了經驗教訓，最終選擇了以中科院聲學所的水聲通信機為主要通信設備，以北京長城電子裝備有限責任公司的水聲電話作為應急通信設備的雙系統方案，在正常情況下由前者完成數據、通信、語音、文字和指令等通信，在前者不能或不便工作時由後者提供語音通信支持，實現對“蛟龍”號更完備的保障。

事實上，這樣的海試方案既滿足了“蛟龍”號這樣的國家重大科研項目的技術創新需求，也充分考慮到了在時間緊任務重的雙重壓力下，“蛟龍”號深潛試驗任務順利推進的實際需要。“蛟龍”號隨後一系列海試的順利進行證明了這一選擇的正確性。

2010年6月1日和2011年7月1日，“蛟龍”號分別遠赴南海和太平洋，進行3000米級和5000米級海試。在此期間，由於之前的方案論證充分，設備軟硬件又經過了大量試驗驗證，水聲通信機在海試全過程中性能優異，它給海試人員提供了全新的“水下QQ”體驗，穩定的語音、圖像、數據通信效果使得在母船上就可以全面掌握潛水器的艙內狀態和主要設備工作情況。聲學團隊優異的表現得到參試單位一致認可，也受到了現場指揮部和臨時黨委的表揚。

2012年6月3日，搭載着“蛟龍號”的“向陽紅09”船從江陰蘇南國際碼頭起航，奔赴馬里亞納海溝區域，執行7000米級海試任務。

“蛟龍”號聲學團隊在7000米海試現場修復電纜

6月15日是“蛟龍”號聲學系統負責人朱敏的生日。但在生日當天，他卻收到了一份意外的“禮物”：在潛水器下潛到6200米左右時，水面母船“向陽紅09”上的數字水聲通信意外中斷。在這種情況下，聲學團隊緊急啟用了用於備份的水聲模擬通信系統，通過語音傳輸，實現了母船與潛水器的通訊正常。

在數字水聲通信系統出現意外後，歷經考驗的朱敏和團隊並沒有亂了陣腳，立即對數字通信系統故障進行嚴格排查，發現是水下聲學吊陣約2000米長的數字通信電纜出現了問題，“罪魁禍首”是電纜纜頭處的一個不易被察覺的小孔。海水通過小孔滲進電纜，導致高壓電源短路，造成數字系統中斷。通過更換電纜，數字通信系統又恢復了正常工作。

此後，數字水聲通信系統運行穩定。在總共進行的6次深潛試驗中，潛航員清晰的語音、每分鐘一次的潛水器數據、一幅幅海底生物的照片和潛航員的合影通過數字水聲通信機傳到指揮室。

在第四次深潛試驗中，“蛟龍”號首次突破7000米大關，在到達最大深度時，通過水聲通信系統，“向陽紅09”母船指揮部清晰地收聽收看到試航員葉聰的報告：“蛟龍”號於北京時間2012年6月24日9:07，成功下潛到馬里亞納海溝7020米深度。

隨後更為激動人心的時刻來臨了！位於大洋深處的試航員通過水聲通信系統向此時正在天空遨遊的神舟九號航天員發出了最誠摯的祝福：葉聰、楊波、劉開周三名潛航員祝福景海鵬、劉旺、劉洋三位航天員與天宮一號對接順利！祝福我國載人航天、載人深潛事業取得輝煌成就！

當“蛟龍”號深潛突破7000米的喜訊通過清晰的語音和圖像從大洋深處傳來，當載人深潛試航員對載人飛船航天員的祝福傳遍神舟大地，包括朱敏在內的聲學團隊成員終於長舒一口氣：成功了！

在“蛟龍”號多次海試過程中，聲學團隊研製的水聲通信系統如一隻“化蛹彩蝶”，經歷了從50米到7000米的多重洗禮，從一個問題多多的設備變成一台功能全面、工作穩定可靠、綜合性能國際一流的水聲設備。尤其可貴的是，高速數字水聲通信系統是我國完全自主研製、具有軟件硬件完全自主知識產權的通信設備，相關技術獲得了多項國家和美國發明專利。

“娃娃兵”也能打硬仗

在很多人眼中，中科院聲學所的海試隊是一支典型的“娃娃兵”隊伍：團隊平均年齡不到30歲，大部分都是剛從學校畢業就直接走上海試第一線的“80後”，“70後”的團隊負責人朱敏都算是“老人”了。這也是一支青澀的隊伍，除了朱敏外，其他隊員沒有多少海試經驗，遑論大型海上聯合試驗了。面對“蛟龍”號首次海上試驗這場大聯合協同作業的“一場硬仗”，團隊成員在感覺新奇之餘，更多的則是惴惴不安。

由於水聲通信的特殊性，很多在之前的湖試或水池中無法暴露的問題，卻在首次海試中“一股腦兒”地出現。朱敏坦言，試驗前的高期望值和首次試驗後的結果形成了巨大的心理反差，這令聲學團隊倍感壓力。作為聲學團隊負責人，朱敏深知，如果因為聲學通信故障導致這次試驗失敗，無疑會拖整個海試團隊的後腿，對於中科院聲學所這支年輕的海試隊伍來說，也無異是一次沉重打擊。

在巨大的壓力面前，中科院人不服輸的勁頭開始逐步顯現。找問題，說意見，提方案，做改進，在朱敏的帶領下，這幫“娃娃兵”團結協作、奮力拼搏，逐步解決了之前出現的各種問題，並最終圓滿完成了聲學系統的改進工作和海試中的維護工作，為“蛟龍”號海試的成功提供了有力保障。

然而在成績取得的背後，聲學團隊成員則付出了艱辛努力和巨大犧牲。在3000米海試技術改進階段，半年來所有工作人員犧牲了節假日和周末，每天都工作到深夜，很多隊員回到家都已經凌晨一點。而海試隊員家屬都默默忍受了這樣的離別，並承擔了家庭的重擔。

而這些付出和犧牲則讓年輕人獲得快速的鍛煉和成長。團隊成員楊波、張東升作為試航員多次下潛。其中“80後”楊波參加了3次創造我國載人深潛紀錄的下潛試驗，均順利圓滿完成了任務。在完成5000米海試任務後，楊波晉升為聲學所副研究員。2012年9月，聲學所楊波、張東升被黨中央國務院授予“載人深潛英雄”稱號。

這些讓已年逾七旬的朱維慶看在眼裡，喜在心裡。因為如何選拔和培養青年科研人才和隊伍，一直是他經常思考的問題。通過“蛟龍”號聲學系統研製和海試任務的磨練，對於這個問題，朱維慶逐漸有了一些心得和經驗。

在朱維慶總結看來，選拔年輕人才的首要秘籍是德才兼備、以德為先。“隊員一出海就是兩三個月，面臨着海上環境惡劣以及沉重的心理壓力這雙重考驗。”他認為，如果光有過硬的專業技術，但沒有良好的事業心和強烈的責任感，是不可能在短時間內完成“蛟龍”號水聲通信系統這樣的重任。事實上，這樣的選人用人標準也經受住了檢驗。

“蛟龍”號海試隊用“7000米寶寶”來稱呼那些在海試過程中誕生的孩子。在多次海試過程中，以年輕人居多的聲學團隊添了好幾個“7000米寶寶”。在時間緊任務重的海試任務面前，這些年輕的爸爸們卻來不及享受初為人父的喜悅和幸福，在孩子還未滿月的時候就開始踏上了海試的征程，等海試歸來孩子已經滿三個月，有的都快認不出來自己的孩子了。

在2009年海試關鍵時期，聲學團隊負責人朱敏的孩子因妻子高妊症而早產，出生後孩子還需在保溫箱中進行特護。由於海試時信號中斷，導致他無法和家人取得聯繫，在孩子出生兩天后，朱敏才得知消息。由於海試任務緊迫，他只匆忙回家探視了一天就返回海試隊繼續執行海試任務。

現在回想起來仍覺得“有些後怕”的朱敏覺得自己對不起老婆和孩子。“但沒辦法。在那樣的情況之下，對於我來說堅守崗位是第一位的。”說起這些，他顯得十分平靜。

讓朱維慶頗為驕傲的是，這些“娃娃兵”在事先並不被看好的情況下，最後硬是把“蛟龍”號海試任務圓滿完成了。對此他笑言，“事實證明我挑人的眼光還是不錯的。”

而在如何使用人才的問題上，朱維慶則堅持“用人不疑、疑人不用”的原則。在他看來，“對年輕人要管，也要放，但最重要的是對他們有信心，充分信任他們。”在聲學團隊遇到困難和挫折時，朱維慶在坐鎮大後方提供技術支持的同時，更多地是鼓勵年輕人不怕犯錯，要勇於嘗試。

“要讓年輕人知道，失敗和挫折是科研的一筆寶貴財富，不能因此喪失信心，要學會平靜地面對，並從中汲取經驗教訓。”在朱維慶看來，“這實際上提高了年輕人對科研規律的進一步認識，對今後他們可能遇到的科研困難情況有了更為充足的心理準備。”

朱敏對此深有體會：“通過‘蛟龍’號這幾年海試，我們團隊始終能夠冷靜地處理突發問題，抗壓能力也得到提升，我對水聲科研團隊的能力越來越有信心了。”

永不停歇的科研腳步

再次見到朱維慶和朱敏時，是“蛟龍”號圓滿完成7000米海試任務載譽而歸之後。面對已經取得的成績，面對鮮花和掌聲，朱維慶和朱敏這對師生顯得十分平靜。

“我們不能沾沾自喜，要把目光瞄向未來。”朱敏表示，高速數字水聲通信系統在“蛟龍”號上的技術應用範圍還相對較窄，而面對我國深海研究和開發事業的蓬勃發展，在下一階段，聲學團隊將會在高速數字水聲通信技術研究的基礎上，開展更為前沿的技術研發和海洋工程應用。

2010年我國已啟動了4500米載人深潛器核心設備國產化研究項目，而作為水聲通信系統核心設備的水聲通信機，成為了聲學團隊的重點攻關對象。朱敏透露，聲學團隊正在863計劃的支持下，積極開展新一代水聲通信機的研製工作。“我們將研製新一代水聲通信機，其顯著特點是低能耗、小體積、可靠性高。”

與此同時，在863計劃海洋技術領域辦公室的支持下，聲學團隊參與了“水聲通信網絡節點及組網關鍵技術研究”重點項目相關課題研究。

記者了解到，該項目由中科院聲學所牽頭，聯合中船重工集團第715研究所、哈爾濱工程大學和浙江大學共同承擔，是目前為止我國在水聲通信技術領域支持力度最大的一個項目。項目的總體目標是研製水聲通信網絡節點工程樣機，建成一套可運行的試驗性水聲通信網絡，建立水聲通信網技術研究發展平台，為我國水聲通信組網技術的發展奠定基礎。

朱敏介紹說，通過水聲通信網絡節點和組網技術的研究，就可以把海底觀測網絡各節點的傳感器採集的各項海洋數據實時地傳輸到陸地，這樣科學家就可以坐在世界上任何一個地方的辦公桌旁，監測海底風暴、地震、滑坡等各種突發事件，觀察海底生物和地殼內流體等活動，分析儀器採集到的各種數據。“形象地說，在北京的科學家可以通過它隨時了解太平洋海底的各種數據和動態。”他坦言，這樣的技術藍圖將是他們的未來的科研目標。

朱敏和聲學團隊深知，對於一名科技工作者和一個科研團隊來說，科技創新的道路永遠沒有盡頭，而他們亦不會歇自己的科研腳步。這個年輕的團隊表示，將會一如既往地保持中科院科研人員謙虛謹慎不驕不躁的科研作風，紮實勤懇地工作，力爭為我國未來的水聲通信事業發展貢獻綿薄之力。