2024高考备考:“国家工程师奖”「人物素材」

01.把工程科技成果写在祖国大地上

作为我国水电装备制造领域知名专家，覃大清到哈电集团哈尔滨电机厂大电机研究所那年，大学刚毕业，还不到22岁。

在那个水力机械专业最前沿的“阵地”，他开启了自己的人生梦想，30多年来一直从事水电装备的研制。他主持了三峡水电机组、白鹤滩水电机组、响水涧抽水蓄能机组、阳江抽水蓄能机组的研发工作，取得了丰硕成果；攻克了多项世界级技术难题，使我国水轮机水力设计及稳定性研究达到国际先进水平。

而长在洞庭湖边的万步炎，则有一个关于海洋的梦想。

万步炎的外祖父曾参加红军，为革命壮烈牺牲。在物资匮乏的年代，政府每年都会救济给他家600斤谷子。这份珍贵的口粮，和乡里乡亲间口耳相传的外祖父的故事，在万步炎心中深深刻下“国家”二字，海洋则是万步炎“以身许国”的根据地。

海洋有着丰富的矿产资源。根据《联合国海洋法公约》，公海矿产资源谁有能力先勘探，谁就具有优先开发权。20世纪90年代，发达国家在国际公海中“跑马圈地”，而我国海洋勘探技术才刚刚起步。

1985年，万步炎从中南矿冶学院探矿工程专业硕士毕业后，进入长沙矿山研究院工作。那时，研究院正着手组建海洋采矿研究室，他毫不犹豫率先报了名。“国家需要我干什么，我就干什么。”

在万步炎身上，能看到湖南人身上的那股“蛮劲”。

他曾到日本进行为期一年的合作研究。一年后，面对日本的高薪邀请，万步炎毅然选择回国。后来，他第一次登上远洋科考船，现实却给他浇了一盆冷水。船上几乎所有的钻探装备，小到样品管，大到取样器、地质绞车，都是“洋品牌”，尤其是从国外高价租来的深海钻机，也是个“半吊子”，在海上干了两三个月，一个样品都没取到。

“国家落后于人的地方，就是我努力的方向！”万步炎痛定思痛，立志一定要造出中国人自己的深海钻机。

也在1985年，来自陕西岐山的苏权科结束高中物理老师生涯，进入西安公路学院，成为桥梁与隧道专业的一名研究生。怀揣修桥铺路的梦想，毕业后苏权科来到了广东省交通科学研究所，开始进行结构设计、检测及科研工作。

在参与港珠澳大桥建设之前，苏权科亲历了多座跨海长桥的工程建设，包括广东汕头海湾大桥、台山镇海湾大桥、厦门海沧大桥等。因此，他对国内桥梁建设水平同国外先进国家的差距有着清醒认识。作为一名工程师，“建设世界一流桥梁”一直是他的梦想。

港珠澳大桥横跨伶仃洋，是当今世界总体跨度最长、钢结构桥梁最长、海底公路沉管隧道最长的跨海大桥，也是公路建设史上技术最复杂、施工难度最大、工程规模最庞大的桥梁，被外媒誉为“现代世界七大奇迹”之一。

“建一座在国际一流桥梁中能占一席之地的桥”是苏权科的梦想。他把这个梦想寄托在了港珠澳大桥上。2003年，国务院批准开展港珠澳大桥项目前期工作，苏权科就是最初参与大桥筹建的13人之一。

“回头想想，我之前参与的每个项目，似乎都是在为港珠澳大桥的建设作准备。”苏权科说。

甘肃省治沙研究所所长徐先英同样是在1985年参加工作的，自那时起，他就一直奋战在抵抗风沙的最前线。对西部地区来说，荒漠化是制约经济和社会可持续发展最重要的环境问题。徐先英在这个与风沙搏斗的战场上，一干就是38年，用青春守护绿水青山，用科技阻挡风沙的脚步。

他下农村、跑野外、测数据、写报告，在这38年时间里，几乎把实验室和办公桌都“搬到”了治沙一线。如今，他脸上刻满了沧桑，但履历中写满了荣誉和成就。

但他坚称，自己只是治沙队伍的一名平凡“老兵”，在漫漫治沙路上，艰苦奋斗，追求卓越不过是自己应尽的本分。

想铸就“大国重器”，就得有严谨笃实的精神。

“中国天眼”（FAST）工程团队，是由“人民科学家”南仁东先生于1994年回国创建的，自成立以来，长期围绕中国天眼工程开展关键技术攻关。如今，“中国天眼”通过开创建造巨型射电望远镜的新模式，突破传统望远镜的百米工程极限，成为当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜。

“这台望远镜几乎满足了我们工程师对一个传奇工程所有的期待，巨大的工程体量、超高的精度要求、极其复杂而又特殊的工作方式，构成了工业领域巨大的技术挑战。”“中国天眼”团队现任负责人姜鹏说。

截至目前，FAST发现的脉冲星总数超过800颗，是国际上同一时期所有其他望远镜发现脉冲星总数的3倍以上，在脉冲星物理、快速射电暴起源、星系形成演化及引力波探测等领域产出一系列世界级成果，连续两年入选两院院士评选的中国十大科学进展。

“没有金刚钻，揽不了瓷器活。”工程无论大小，都需要日积月累、滴水穿石的硬功夫。

“海底机器人”是万步炎的微信名，人如其名，他也把深深海底作为奋斗战场。由于工作性质的原因，万步炎经常在海上一待就是几个月。眩晕、反胃、台风、巨浪、深海下潜、海底钻探、保压取样……对于海洋勘探的日常生活，他甘之如饴。

“在海上摸爬滚打这么多年，最不怕的就是困难，越是遇到困难，越要钻透一切困难。”海上的工作环境特殊，一些在陆地上轻而易举的事，在出海期间却变得尤为困难。“海牛Ⅱ号”的一次深海试验卡壳情况，让万步炎记忆犹新。

2021年3月，“海牛Ⅱ号”钻机完成海底作业，正从海底回收时，从国外进口的配套收放绞车排缆系统的传动机构出现严重损坏。当时钻机悬吊在1000多米深的水下，上不来也下不去。同时天气预报显示，48小时后，将有强台风经过这片海域，“船必须离开躲避”。团队紧急联系丹麦厂家，求助国内代理商，得到的回复都是“无能为力”。

难道真的要砍断缆绳，把国家几千万元的投入、团队多年来的心血，沉入海底吗？船上几乎所有人都灰心了，万步炎除外。

“多少大风大浪都经历了，决不能被这点困难吓住。我们自己修！”万步炎迅速画出液压系统的设计图，船员们或凑或拆，在船上拼齐所有需要的零部件，一起动手做了一套新的系统……经过近30个小时的奋战，“海牛Ⅱ号”钻机在台风到来前，被完好无损地回收到甲板上。

而在万步炎看来，比钻机更有价值的，是他的学生成为一个个“金刚钻”。

在“海牛”团队里，有的是跟了万步炎几十年的老师傅，有的是博士毕业不久的新手。大家无一例外从他身上学到很多东西，不仅是做事，更重要的是为人。对于团队成员，万步炎有一个基本要求，就是做“工人型学者”，既要掌握理论知识，又要会动手、能操作。

30余载初心坚守，30余载风雨兼程。作为复兴号高速列车研发创新团队负责人，国铁集团“百千万人才”工程专业领军人物，周黎始终胸怀“大国重器”梦想。

“在5年的科研攻关过程中，团队每位工程技术人员都把研制出中国自己的动车组作为使命任务，以自主化、标准化为主要工作目标，构建了正向设计工作流程，通过累计1.6万列次、170万公里、正负温差40摄氏度的大量试验，全面攻克了高速列车转向架系统、高速牵引制动系统、大带宽网络控制系统、流线型车体结构等关键核心技术，成功研制出复兴号高速列车并实现时速350公里持续安全运营，树立了世界高铁商业运营新标杆。”周黎说，这是新时代铁路科技创新的重大标志性成果。

2023年10月，雅万高铁开通运营。周黎介绍，这是中国高铁首次全系统、全要素、全产业链在海外落地，以复兴号为代表的中国高铁技术创新成果，为世界铁路提供了中国技术、中国方案、中国智慧。

每一位获奖的工程师，都吃过很多苦。

为了解决沙区防护林建设与水分平衡问题，徐先英终日泡在沙漠试验区，甚至自带干粮，野外充饥。他白天进沙漠，晚上查文献、作分析，先后获得北京林业大学水土保持与荒漠化防治专业硕士和博士学位，又顺利完成美国怀俄明州立大学高级访问学者任务。

进不了城，回不了家，终日与沙为伴。那些年里，身边的年轻研究人员相继转行跳槽，但徐先英的初心却从来没有动摇过。

早期的甘肃治沙，普遍采用“人拉肩扛”的压沙模式，沙区开坑困难，既费人力，效率也难保证。后来，部分地区也尝试引进大型治沙设备，但对于西部沙区的农村来说，大型设备高昂的使用成本和沙漠破碎的地形一度成为治沙压沙“卡脖子”的难题。

“一定要想办法，造出一台更小巧、更便捷、沙区群众用得起的机器。”他为自己定下目标，研发、制造、反复实验。可当他们拿着设计图四处寻找代工企业时，却一次又一次地吃了“闭门羹”。

“没人代工，我们就自己造。”凭着一股西北汉子的倔强，他和团队自己制造、生产出第一批小型手扶式沙障机和流沙地灌木快速栽苗装置，大大提高沙生灌木的栽植速度和苗木成活率。而小巧实用的手扶式沙障机能够适应沙区不同的地形条件，工作效率是人工的6倍，每亩节约压沙成本250多元。

如今，他和团队研制的拥有自主知识产权的微型铺草压沙机已经更新到第五代。

“中国天眼”也遇到过一次近乎灾难性的波折。那是在2010年，当时购买的10余根钢索结构，进行疲劳实验时没有一例能满足FAST的使用要求。然而台址开挖工程已经开始，设备基础工程迫在眉睫。

难题没有现成的答案，只有逢山开路、遇水架桥。刚到国家天文台工作不久的力学博士姜鹏，主动承担起解决索网疲劳问题的工作。在南仁东的指导下，姜鹏带着一批年轻人开始了艰苦卓绝的技术攻关。用了整整两年时间，团队进行了系统、大规模的索疲劳试验。近百次失败，他们终于研制出超高耐疲劳钢索，成功支撑起“中国天眼”的“视网膜”。

凭着革故鼎新的勇气、坚忍不拔的定力，他们淬炼出了卓越的技术创新能力，敢为人先、敢闯敢创。

港珠澳大桥就是一系列创新技术的“集合体”，苏权科及其团队同样做了很多敢为人先的尝试：他们大胆采用先进的装配化施工，把原来土木工程粗放的施工改成精细的制造及精准的海上安装。苏权科说：“先在工厂里把钢管桩、桥墩、桥面箱梁、隧道管节等生产出来，等到伶仃洋风浪流等窗口条件具备时再通过大型装备运输到海上，像‘搭积木’一样‘组装’超级工程。”

伶仃洋海域气温高、湿度大、海水含盐度高，工程主体的钢筋混凝土构件极易因氯离子、化学介质侵蚀等被损坏，导致结构性能退化，危及安全和寿命。如何确保恶劣条件下的耐久性？

苏权科联合国内科研机构，经过数年探索，成功研发出海洋环境下耐久性超过120年的钢筋混凝土材料及结构设计方法和建造技术体系。这些方法中建立的质量与寿命定量关系模型，被国际同行称为“港珠澳模型”，目前已在深中通道、舟山北向通道及多个国家海洋工程中推广。

几十年的风雨兼程，中国水电走过了发达国家几百年才完成的工业化历程，覃大清及其团队在水电装备领域实现了从跟跑、并跑到领跑的创新跨越，登上了水电的“珠穆朗玛峰”。

“回望奋进历程，我们深知，关键核心技术关乎国家的安全和发展，聚焦工程科技自立自强，攻坚克难是中国工程师该尽的责任！锻造国之重器是我们应有的担当！”覃大清说。

1997年，覃大清带领团队开始了三峡右岸的水力开发。这既是挑战，更是机遇。连续5年，“5+2”“白加黑”是家常便饭。那时，水轮机高部分负荷压力脉动是个世界性的难题，解决这道难题如同要治愈癌症一般。覃大清团队经过20多个方案的优化和上百次的试验，终于研制出L型叶片转轮。

对工程师来说，干的就是要攻克关键技术难题的活儿。2003年，外形酷似“鸟巢”的国家体育场设计方案发布。“鸟巢”是当时世界上规模最大、用钢量最多、技术含量最高、结构最复杂的超大型钢结构体育设施工程。

没有现成的标准和经验，面对“中国人建不出‘鸟巢’”的质疑声，北京城建集团有限责任公司总工程师李久林顶住压力、迎难而上。当时只有35岁的他，走上了“鸟巢”工程总工程师的岗位。李久林知道，只能自立自强，在创新中不断探索、超越。

“高强度钢材及其焊接技术是决定成败的最关键因素。”李久林说。当时国内没有符合要求的高强度钢材，也很难进口，要突破这个“卡脖子”难题，必须实现高强度钢材的国产化。

李久林联合设计单位、分包单位、材料供应商等一道开展技术攻关，经过无数次研发与探索，最终研制出国产Q460E110mm高强厚板钢材（以下简称“Q460高强钢”）。

在建造“鸟巢”的1800个日夜里，李久林带领团队先后解决了数十项世界级施工技术难题，自主研制的建筑用Q460高强钢及其焊接技术是其中最令人骄傲的科技成果，在撑起“鸟巢”钢骨脊梁的同时，也推动了中国高强度钢材的生产和应用，实现了从国内生产技术空白到与世界并跑的跨越。

“鸟巢”之后，突破依然在继续。2022年，第24届冬季奥林匹克运动会在北京举行，这使得北京成为世界上唯一一座先后举办过夏季和冬季奥运会的城市。北京冬奥会比赛场馆“冰丝带”，以其独特的造型吸引了众人的目光。这也是李久林团队的杰作之一。

世界上“最快的冰”和“绿色的馆”，是建造“冰丝带”的两大目标，更是李久林对奥运工程品质的极致追求。

“冰丝带”要打造“最快的冰”，冰面最关键。此前，速度滑冰创造世界纪录最多的两块冰场，分别在加拿大的卡尔加里和美国的盐湖城，都是高原冰场。而“冰丝带”位于低海拔平原，在这里打造“最快的冰”，无疑又是一项巨大的挑战。

李久林带领团队拿出的“中国方案”直接放弃传统制冷方法，创新性地采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术，不仅将冰面温差控制在0.5摄氏度以内，而且碳排放趋近于零，兼具速度和绿色的“冰丝带”在科技中焕然新生。

“国家速滑馆是全球首个采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术的冬奥速滑场馆，而北京冬奥会就是‘试金石’。”当看到各国体育健儿在国家速滑馆连连刷新奥运会纪录时，李久林团队欣喜不已。

李久林把“冰丝带”钢索的应用过程叫作“编织天幕”，其中的关键材料是一种被称为“高钒密闭索”的密闭钢丝绳，但能生产出这种材料的工厂主要集中在欧美发达国家，国内没有先例。在从国外直接购买和自主研发这两个选择中，李久林力排众议，选择了那条难走的路——破解“高钒密闭索”国产化的瓶颈。

“沿用国外技术虽然风险低、压力小，但成本高，建设周期受制于人。我们就是要依托北京冬奥场馆建设，突破技术壁垒，推动高端材料国产化。”李久林团队拿出当年攻克“鸟巢”国产Q460高强钢时的气魄，矢志创新超越。

“感谢这个伟大的时代，感谢我们国家的强大，在时代发展和国家进步中，北京才能成为‘双奥’之城，我们的企业才能成为‘双奥’总承包商，我才有机会成为‘双奥’总工。”李久林说。

从河流到海洋，为了攻克“卡脖子”难题，工程师们都在跨界协作，集智攻关。在西太平洋的海底，有一个深度还不到1米的钻孔，这背后，是万步炎等人面对着深海资源勘探开发技术壁垒，一步一个脚印蹚出的新路。

1999年，中国大洋矿产资源研究开发协会面向全国招标，自主研发海底钻机。因为此前有相关研究经历，万步炎带领团队一举中标，但研发的过程甚是困难。

相较于西方发达国家，当时我国的深海资源勘探开发技术非常落后，没有任何技术资料和经验可以借鉴，唯一能参考的，就是一台租来的、性能不稳定的钻机。在许多业内人士看来，自主研发深海钻机，在当时就是一场“从零开始”的挑战，“甚至要从最基本的原理设计入手”

在几千米深的海底，钻机如何承受高压？钻机如何安全地放下去收回来？如何供电、通信、操作？怎样确保取芯的精准性、可靠性？面对着一系列未知的难题，再掂量一下当时中国深海勘探开发技术水平，很多专家认为能循着国外钻机的原理进行复原，“就已经很不错了”。

万步炎想的是，将深海资源与地质勘探的关键核心技术牢牢掌握在中国人自己手里。“我们要闯出新路子，要做就做最好的！”万步炎说。

2001年，中国人的第一台深海钻机走出了实验室。2003年，钻机下海，中国深海浅地层岩芯取样钻机海试成功——中国人用自己的海底钻机在西太平洋的海底打下了“第一孔”，深度为0.7米，这标志着我国海底钻机技术实现了从无到有的跨越。

此后，万步炎和团队又相继研发了海底中深孔钻机、“海牛Ⅰ号”海底多用途钻机系统、“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统等。从最初的0.7米到5米、20米、60米、90米，一直到目前领先世界的231米，一次次刷新海底钻机钻深纪录，一步步见证我国海洋资源探采装备从无到有、从落后到领跑的转变。“海牛Ⅱ号”更是打破了我国可燃冰勘探技术装备对国外长期依赖的局面。

目前，“海牛”系列钻机已在太平洋、印度洋等大洋，在我国南海、东海等海域钻下2000多个“中国孔”。万步炎团队拥有授权专利198件，将相关关键核心技术牢牢掌握在中国人自己手里。

他们用实际行动证明，“别人能做到的，我们中国人一定能做到；别人还没做到的，我们中国人也有可能先一步做出来”。