近日，在南海海域的廣州海洋地質調查局“海洋地質二號”科考船上，一套嶄新的絞車系統正迎來它的重要時刻。隨著纜繩一米一米沉入深海，控制室裡所有人都屏住了呼吸。

“11228.7米！”當技術人員報出這個數字時，大連海事大學教授李文華懸了多年的心終於放下了。作為“深海和極地關鍵技術與裝備”項目的首席科學家，他帶領團隊耗時數年攻關的全海深光電纜絞車系統“海威GD11000”，完成了最關鍵的驗証。

回望十年攻關路，繩纜為先。它是連接萬米深海與甲板操控的“生命線”，沒有自主可控的纜繩，再先進的潛水器也如同斷線的風箏。2016年，團隊向13000米非金屬鎧裝輕質纜發起攻關，相繼突破輕量化、大容量、超長傳輸三大難題，實現了我國深海科考核心裝備從自主可控到全球領先的跨越。

破解繩纜自重困局

絞車究竟有多重要？李文華打了一個形象的比方：絞車是深海設備往返海底的唯一通道，纜繩則是承載載荷的核心“橋面”，其性能直接決定全海深科考成敗。然而，傳統深海絞車採用金屬鎧裝鋼纜，自重過大，堪稱這一領域最關鍵的技術瓶頸。

隨著下潛深度增加，鋼纜自重會急劇放大。李文華說，想要突破深度限制，實現輕量化，關鍵就在於革新纜繩材料。

為此，團隊開啟了漫長而艱難的材料選型之路，先后對比了碳纖維、超高強度聚乙烯纖維、LCP纖維、芳綸纖維等多款候選材料，逐一開展強度、模量、密度、耐磨性等多維度測試，卻屢屢碰壁。

“強度夠了扛不住長期蠕變，抗蠕變好了又太重，重量輕了卻經不住反復疲勞。”李文華回憶，那段時間，團隊成員整天泡在實驗室裡，反復對比數據、優化測試方案，歷經數月篩選，才最終將目光鎖定芳綸纖維。這種材料密度僅為鋼的五分之一，強度卻遠超鋼材，可讓纜繩自重銳減三分之二，是綜合性能最優的非金屬承力纖維材料。但新材料的短板同樣突出，成為攻關路上的攔路虎。

“芳綸纖維摩擦系數較大，多股層間磨損會導致強度下降﹔而且非金屬材料纏繞受力時，形變遠大於鋼纜。”李文華坦言，兩大難題直接制約萬米級纜繩的實海作業。

為攻克這兩大瓶頸，李文華牽頭組建產學研聯合體，聯合江蘇亨通華海、南通力威機械、浙江四兄繩業協同攻堅。團隊通過添加芳綸層間隔離層、優化編織結構，將纜繩的承力芳綸層間的抗磨損性能提升了一個數量級﹔同時建立張力—形變模型，重新設計排纜工藝，保障超長距離收放受力均勻。

從材料選型到工藝驗証，團隊在曲折中摸索，每一步都走得如履薄冰。李文華說，團隊反復開展強度、形變、疲勞測試，僅1000米級試驗纜就完成三四輪測試，每輪耗資數十萬元。13000米全長纜造價數百萬元，一旦報廢將直接沖擊項目經費，必須通過小樣本反復驗証。

“所幸這並非一個團隊的單打獨斗。”李文華介紹，產學研聯合體在無數個深夜的攻關中，硬是用輕質纖維纜替代了沉重鋼纜，成功破解了深海裝備自重過大的困局。

攻克超長纏繞難題

材料難關剛過，更棘手的問題又擺在眼前：13000米長的非金屬鎧裝光電纜，要像蛇一樣一圈圈盤在絞車滾筒上，一層壓一層，整整16層。

“每層中間不能有間隙。如果有間隙，壓上一層后形變就會傳遞，整盤纜就報廢了。”李文華說，這不僅是機械問題，更是一道復雜的數學和算法難題。16層纏繞，意味著任何一層出現微小偏差，都會被后續數十層逐級放大，最終導致整盤纜繩亂層、擠壓甚至損壞。

攻堅最緊張的時候，李文華在車間通宵排纜。“修一次槽、改一次結構就要耽誤一周時間，反復試、反復改，一個月就搭進去了。”李文華說，伺服排纜器的每一次往返，都需要精確計算與實測驗証，容不得半點誤差。這項技術不是一次成功，而是無數次失敗推出來的。

“為讓纜繩在萬米長跑中不紊亂、無損傷、不卡滯，團隊對滾筒與排纜機構進行了數十輪優化。”南通力威機械有限公司總經理婁興建說，其中的關鍵在於開發一套自適應排纜算法，系統需依據實時反饋的纜繩位置、張力變化及已排布層數，動態調整伺服電機的運動軌跡。

如果說排纜解決的是“怎麼盤”，那麼形變控制回答的是“怎麼穩”。與鋼纜不同，纖維材料受力后會產生明顯的拉伸和回縮。這種彈性在短距離內可以忽略，但放大到萬米尺度，就成了必須精確建模的核心變量。纜繩在絞車上的張力分布、層間壓力傳遞、纖維絲的排列方向，每一個因素都直接影響最終性能。

在形變控制環節，團隊花費大量時間在實驗室模擬深海工況。他們反復測量纖維纜在不同張力下的伸長率、回縮率以及層間摩擦特性，將實測數據帶回數學模型修正，直至模型能夠准確預測萬米長度的纜繩行為。江蘇亨通華海科技股份有限公司技術總監沈韋韋感慨：“每一根芳綸絲的排列方向、每一層纏繞的張力，我們都反復計算和驗証了數十次。”

2024年，“海威GD11000”終於完成陸上測試，16層纜繩在滾筒上整齊排列，每一層嚴絲合縫。

決勝深海極地大考

“海試不下來，所有成果都不算數。”李文華深知，實驗室無法完全模擬深海工況，真實海況才是終極考驗。

2024年南海海試，他親自上船，將長13000米的纜繩連接纜控水下機器人（ROV），開展海底觀察取樣作業，一次次通宵堅守，團隊最終順利完成了兩次高難度的海底觀察、標志物投放及取樣示范應用。當設備成功回收的那一刻，所有人緊繃的神經終於放鬆下來。“這次實戰驗証了該系統對深海拖曳和ROV作業的卓越支撐能力，也為后續的深海探索打下了堅實的基礎。”李文華說。

更大的考驗是深海拖曳。在超4000米水深海域，“海威GD11000”兩次拖曳各持續三天兩夜，拖體張力從預估2噸飆升至4噸以上，海況惡劣、船體劇烈搖擺。“拖曳作業不能停，一停就勾住海底，海上修設備比車間難十倍。”團隊咬牙堅持。最終，放纜長度超11000米，長度最大值11228.7米。國產絞車成功挺過考驗。

真正讓李文華后怕的，是2025年隨“雪龍2”號赴北極。零下6攝氏度，甲板結冰，破冰時全船劇烈震動。他擔心監控設備失靈，用泡沫板墊在關鍵部件下減震。最驚險的是9級大風中，船舶漂移導致拖體偏移，纜繩彎曲半徑險些超標，並且船舷兩邊兩塊大浮標快速漂移過來，他當機立斷放纜200米后立刻回收，萬一纜繩被浮冰割斷，三個月航次就白費了。他在北極的80多天，一邊獨自操作維護，一邊拍視頻、記錄數據。

如今，中國成為全球唯一擁有完全自主知識產權全海深光電纜絞車系統的國家。纜長13000米、工作水深11000米，成本較進口低三分之一。“以前我們只能接受國外定價，我們研發出來，他們就降價甚至退出市場。”李文華說，“隻有自己做出來，才能掌握主動權。”

十年攻關，那本翻得卷邊的筆記本，記錄著從一無所知到全球領跑的全過程，見証了團隊“要做就做最難的”初心與堅守。