在人們印象中，台風似乎是夏季“特產”。但事實上，一年四季都會有台風生成。為了研究和預防台風，科學家們需要常年與台風“周旋”。

　　今年6月中旬，浙江大學海洋學院教授李培良團隊操控一艘無人風帆航行器“信天翁”從今年第1號台風“蝴蝶”北部進入台風眼，半個多小時后又從台風眼東南部穿出。其間，該航行器扛過44節（約81公裡/小時）最大風力，不僅毫發未傷，還掌握了台風運動時完整的氣象、海浪等“一手資料”。

　　這是我國海洋氣象史上首次成功利用海洋無人航行器主動穿越台風眼開展海氣界面觀測，獲得了關於台風結構和變化的“一手資料”，對於提升台風預報精度至關重要。今年7月20日，“信天翁”又成功穿越今年第6號台風“韋帕”的核心風區。今后，人類“把脈”海洋也有了更多手段。

　　模仿虎鯨外形，減少無人風帆航行器的航行阻力

　　2014年，在台風研究過程中，為了准確探知中尺度渦對模態水耗散的影響，李培良費盡周折地布放了17個浮標。然而，浮標沒有動力，只能隨波逐流。為了讓這些浮標保持在渦旋中，團隊耗費近兩年時間才設計出方案。“當時我就在想，要研發一個可以主動運動的、可以被我們指揮，精准抵達目標海域的智能浮標。”李培良說。

　　2021年，李培良組建浙江大學海南研究院海洋過程與裝備團隊，開始研發航行器。船體外形，是團隊面臨的第一個挑戰。傳統的水下無人航行器大多是為水下航行設計的魚雷狀。這個無人風帆航行器既要在水面航行，又要在水下潛行，外形到底要設計成什麼樣子？

　　“我們后來發現，虎鯨既可以在水下快速移動，也可以在海面上快速移動。”李培良說，經過大量仿真模擬，團隊驚喜地發現，仿虎鯨的外形，在保持水下阻力基本不變的情況下，能將海面航行阻力降低28%。

　　外形確定后，開模制造又成了一大挑戰。“一個全新的玻璃鋼船體需要精准的模具，開這種鋼模非常貴，一個模具可能要上百萬元。”李培良決定自己干。在3D打印的基礎上，他們花了1個多月時間用純手工打造。就這樣，一代“信天翁”的船體誕生了。

　　為什麼給無人風帆航行器取名“信天翁”？李培良解釋，信天翁被認為是地球上最會利用風的鳥，能夠預測天氣。

　　有效利用風，累計試驗時長2200小時

　　一代“信天翁”誕生后，等待的是漫長的“拉練”。“其實造船並不難，難的是如何讓它在極端環境中生存下來。”李培良說，有時一條完整的模擬船出去，回來后不是零部件掉了，就是帆被撞壞了。

　　“信天翁”一代機考慮的功能很復雜。李培良介紹，在持續不斷的實驗中，團隊逐漸意識到，難題是“如何有效地利用風”。

　　3年間，李培良團隊成員帶著“信天翁”邊試邊改，累計試驗時長2200小時。直到今年初，在大海中拉練的“信天翁”各項參數都趨於穩定，在強風測試中也不再“散架”。

　　得知台風“蝴蝶”要來，李培良每天醒來第一件事就是打開台風路徑實時發布系統。台風“蝴蝶”逐漸生成后，團隊將二代“信天翁”放至其北部530公裡處，開啟這次任務。此后幾天，大家24小時輪流值班。

　　6月13日凌晨0時28分，“信天翁”進入台風風眼，有人盯著手機關注台風走向，有人盯著電腦數字化后台，隨時調整航行器位置。“成功了！”穿越台風眼那一刻，大家歡呼起來。

　　至此，我國在海洋氣象監測領域邁出重要一步，“信天翁”的應用，可幫助准確理解海氣界面的物質能量交換，提升台風預報的准確性和防災減災能力。

　　這是一次冒險，更是一場嚴謹的科學實驗。“通過台風這個天然的測試場，我們要進行有針對性的操控，測試無人風帆航行器的順風航行、逆風航行、側風航行。”李培良說。

　　向著更遠的深藍出發，迎接更多極端海氣環境的挑戰

　　二代“信天翁”成功穿越了“蝴蝶”台風眼，但也暴露了船體偏小、載荷有限等問題。基於此，三代機的設計目標清晰起來，團隊隻用了一個月左右就完成了定型。

　　“三代比二代長了1.5米左右，更重要的是，我們把整個帆船的控制系統做了集成化，讓它的抗風能力更強。”同時，帆的結構也從標准樣式升級，以承受台風中的巨大風應力。此外，三代機還搭載了風廓線雷達、兩個相機和兩支衛星通信天線，成了一個真正的“海上移動實驗室”。

　　眼下，經過改良的三代“信天翁”整裝待發，准備挑戰從廣東到海南的遠距離惡劣海況下的航行和轉場。團隊的目光，早已投向了更遠的深藍。“我們現在做的每一個配件，包括通信天線、電機、耐壓艙，都是按照耐壓超水下1000米的標准來設計的，材料用的都是鈦合金。”李培良說，這一切都是為將來實現全球航行和千米下潛的目標做准備。

　　未來，“信天翁”則將從全球海況最惡劣的海域之一——西風帶出發，開啟它的“環球旅行”，迎接更多極端海氣環境的挑戰。“等風來，不如追風去。”李培良說。

　　（劉珈如參與採寫）

　　《 人民日報 》（ 2025年12月01日 19 版）

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