十年孕育,全球首艘双向破冰极地科考船“雪龙2”号今日交付

2019-07-11 15:50:03 来源: 科技日报 作者: 刘思江 王春

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全回转电力推进下原地360度的水上“漂移”,船头船尾双向破冰,智能机舱自动“健康诊断”,舱室噪音达到科考船目前最高舒适度要求……十年孕育,全球首艘具备双向破冰能力的极地科考船“雪龙2”号顺利完成海试后,终于今日交付。该船是我国中船集团第七〇八研究所(以下简称“七〇八所”)与芬兰阿克北极公司联合设计、首艘自主制造的极地科考船。

 “雪龙2”号海试归来

作为全球首艘具备双向破冰能力的极地科考船,“雪龙2”号艏向能在覆盖0.2米厚积雪的1.5米厚冰层上以2~3节的速度实现连续破冰;艉向则能在20米当年冰冰脊(含4米堆积层)的破冰作业中不被卡住。

除了双向破冰,“雪龙2”号还拥有360度原地回转、防气泡下沉式龙骨、模块化作业甲板、冰区月池、DP2动力定位、全船防冬化设计、智能船体和智能机舱等不少亮点设计,能够搭载90余名科考人员航行两万余海里,征服极地。

创新设计让“雪龙”更优秀

破冰是功能,科考才是目的。发挥七〇八所在科考设计上的传统优势,“雪龙2”号舾装及科考系统负责人黄维认为冰区月池系统是最具特色的科考设计之一。

月池是雪龙2号样品流、人员流、作业流的交汇中心,来自海底的地质样品和来自海洋中的生物样品,都会通过月池转发到各个实验室。”黄维说。贯穿船舱到船底,“雪龙2”号的月池深约10米,就像一个方形大井,井的上下方有两个底盖,水密性能良好。以前的科考船一般都在船舷或船尾向海洋投放科考设备,但在极地环境下,船边上厚厚的冰层容易损伤设备。“从公开资料来看,‘雪龙2’号可能是全球第一艘装备有水密舱盖月池系统的科考船。”黄维告诉记者。

除了月池,各型吊车的实用配置,艉部木铺板及甲板固定件一体化设计……相较于老“雪龙1”号,“雪龙2科考作业条件、设备性能、空间布置等都有了质的飞跃。

 “雪龙2”号还是全球首艘智能科考船,集智能航行、智能能效、智能机舱、智能船体为一体。其船体和设备上,共安装设置了7000多个智能感应点其中智能机舱能通过传感器等设备进行船体全寿命监测,在船体与冰面刮擦后,能自动预警。而智能船体可以自动进行“健康体检”,并收集船体钢板与冰面的摩擦数据,为今后设计制造新船型提供参考。

这是一艘温暖的科考船

“以前每次科考,都会建议男同胞上船理短平头或者干脆光头,即使不剃,船上待长了,喝的水质不适应,也总有掉头发的现象”。“雪龙2”号的总设计师吴刚的玩笑中带着心酸。

 “雪龙2”号总设计师吴刚

长达数月的海上航行,以前的科考船限于装载量,饮用水和洗涤水都比较缺乏,没有补给站的时候,只能通过海水制淡,但这种方法所得淡水的成分总与平日喝的饮用水有差别,一趟科考回来,掉头发是常事。“雪龙2”由于空船重量重心和浮态控制得很好,完全实现了零压载水出港的浮态配载这意味着它可以运载更多的必需品基于此,七〇八所在淡水舱上进行了改进,基本可以淡水不愁。

“科考期间,两三个月不能下船实属正常情况。在室外零下二三十度的气温下,除了约定的几十分钟甲板‘放风’时间,全船人员只能待在被铁皮包裹的船舱里。” 吴刚表示。考虑到舒适性,“雪龙2”号还高度重视全船减振降噪的控制。

经振动噪声测定,分别在12节、15节航速和动力定位工况“雪龙2”号完全达到规定标准的2级舒适度要求。而在海试实测中,所有居住房间甚至达1级舒适度要求,“还没有一个正常的呼噜声大”,参与试航的轮机主任设计师刘志兵自豪地说。

除了噪音和淡水,“雪龙2”号还拥有“海景”健身房、卫生间加热毛巾、电加热辅助取暖设施、双层保温窗、动车遮光帘等充满人文关怀的细节设计,在通讯上也达到全wifi覆盖,以前一到休息时间,科考人员集体到楼梯口寻找通讯信号与家人联系的“特色”场景也将成为过去。

漫漫十年,强强孕育

在近期16天的常规试航中,“雪龙2”号顺利通过了“产检”,测试结果表明,安全性、操纵性和环境舒适性全面达到并优于建设目标,其中主要敞水性能指标达国际先进水平。从构思、调研,到联合设计和自主建造,整个过程经历了十年,吴刚说就像孕育一个新生儿,毫无经验怀胎十年,其中的迷茫、艰辛、喜悦都难以用语言表达。

1993年,我国从乌克兰购买了一艘前苏联北冰洋运输补给船,经多次改造,该船成为我国唯一一艘极地科考破冰船“雪龙”号。功能上的“半路出家”,加之船龄上的“老骥伏枥老“雪龙”已然不能满足我国极地科考的艰巨任务

孕育新的“雪龙”号,十年前,国务院专题会议批准立项,确立“国内外联合设计、国内建造”的原则,通过国际招标,确定了芬兰阿克北极公司作为“雪龙2”号联合设计的国外参与方目前全球运行的破冰船有70%出自阿克北级,该公司在冰池预报和破冰性能上有丰富经验,而七〇八所则在敞水性能和科考设计上发挥了传统优势。

强强联手,深度合作,最后成就了一艘集客船的舒适性、货船的运载量、舰船的硬核性能为一体的强大科考船。

“与阿克北极联合设计的这7年,从对接、研讨、改进到敲定方案,前前后后不知道熬了多少个夜,开了多少次会,发了多少份邮件,光是几轮交流下来的图纸意见清单PCF(Plan Comment Form)就超过1000份。”雪龙2总体专业主任设计师张东江感慨道。

 “雪龙2”出征南极效果图

当问及为何不能完全实现自主设计时,吴刚坦言,除了没有高级别破冰船的实践经验外,最大的困难是没有冰池。“在水里航行与在冰海中航行所面临的情况完全不同,海冰变化和破冰运动目前很难用电脑加以模拟,冰池数据和专业人才的匮乏,一直以来是中国设计破冰船的卡脖子问题。” 

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责任编辑:林莉君
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