[科普中國(guó)]-八月啟航！國(guó)產(chǎn)首艘智能化極地科考船“雪龍2號(hào)”整裝待發(fā)

中國(guó)極地科學(xué)考察始于1984年，迄今已有35年歷史，前面十年時(shí)間是由“向陽(yáng)紅10”號(hào)和“極地”號(hào)兩條非破冰船在浮冰區(qū)域進(jìn)行科考和充當(dāng)極地工作站的補(bǔ)給。直到1994年“雪龍”號(hào)開始服役，中國(guó)的極地考察事業(yè)才有了破冰的概念，25年來“雪龍”號(hào)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)我國(guó)的極地科學(xué)考察事業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，它是名符其實(shí)的極地考察功勛船。隨著我國(guó)多學(xué)科、多圈層、多專業(yè)極地考察任務(wù)的需求，經(jīng)過10年的艱苦努力和整個(gè)國(guó)家船舶行業(yè)技術(shù)的積累與沉淀，“雪龍2號(hào)”伴隨著諸多新的國(guó)際公約和更加嚴(yán)格的法規(guī)要求橫空出世。它與雪龍?zhí)栂啾雀觽?cè)重于科考作業(yè)能力的建設(shè)，已具備極地調(diào)查資源、環(huán)境、氣候三位一體的綜合能力。“雪龍2號(hào)”，全球首艘智能化雙向破冰極地科考船“雪龍2號(hào)”的初步設(shè)計(jì)來自國(guó)際一流的芬蘭Aker北極公司，而其詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)全部源自國(guó)內(nèi)一流的設(shè)計(jì)院和船廠，通過統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)資源，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)合作，吸收消化國(guó)際頂尖的造船技術(shù)，逐步提高國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)建造能力，實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展和超越。船舶入級(jí)同時(shí)滿足中國(guó)船級(jí)社CCS船級(jí)和英國(guó)勞氏LR船級(jí)兩個(gè)船級(jí)社的要求，這不僅大大提高了船舶的檢驗(yàn)和入級(jí)要求，也進(jìn)一步保證了船舶的安全性。接下來，讓我們認(rèn)識(shí)一下這位“破冰好手”吧。堅(jiān)固的船體?！把?號(hào)”擁有高強(qiáng)度低溫鋼，冰區(qū)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)密度非常高，一般船舶肋位間距為600mm，“雪龍2號(hào)”肋位間距更密集為350mm，船首冰刀區(qū)域的關(guān)鍵部位鋼板竟厚達(dá)100mm，比超大型集裝箱船最厚的船殼板還要厚。這就要求必須采用特殊的先進(jìn)焊接工藝，研發(fā)在低氣溫環(huán)境服役的鋼板，選用更高等級(jí)的適配焊材，以及縱橫交錯(cuò)混合骨架，保證了焊縫低溫沖擊的韌性和力學(xué)性能，讓船舶具有足夠的強(qiáng)度。此外，為了保證聲學(xué)設(shè)備在冰區(qū)的結(jié)構(gòu)安全和正常使用，船底采用箱形的龍骨設(shè)計(jì)。船舶按照能夠抵抗12級(jí)大風(fēng)的抗風(fēng)能力要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，整船的重量重心得到有效的控制，保證了良好的穩(wěn)定性和抗風(fēng)能力，極大提高了船舶在極地水域、西風(fēng)帶水域等極端海況下的安全性。船首尾雙向破冰技術(shù)?！把?號(hào)”船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足極地破冰能力PC3要求（共分為7級(jí)，雪龍?zhí)枮镻C6），能在1.5米厚冰和20公分厚積雪環(huán)境中以2-3節(jié)的航速連續(xù)破冰航行，屬于中型的國(guó)際極地破冰船，也是世界上第一艘采用船首尾雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船?！把?號(hào)”出眾的破冰能力離不開堅(jiān)實(shí)可靠的船底盤，其船首尾和船底內(nèi)部都對(duì)冰區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加強(qiáng)，船首冰刀、船尾兩個(gè)分水舯都與冰區(qū)結(jié)構(gòu)緊密相連。中壓交流吊艙全回轉(zhuǎn)電力推進(jìn)系統(tǒng)。“雪龍2號(hào)”采用破冰型雙吊艙式推進(jìn)方式，擁有DP-2級(jí)動(dòng)力定位能力（利用計(jì)算機(jī)對(duì)采集來的環(huán)境參數(shù)，根據(jù)位置參照系統(tǒng)提供的位置，自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，控制各推力器的推力大小，使船舶其保持艏向和船位），具有較高的可靠性和冗余度，不僅提高了該船在極區(qū)作業(yè)的靈活性、大風(fēng)浪海況的安全性，而且給高精度、可視化的水下科考作業(yè)提供了強(qiáng)有力的支持。“雪龍2號(hào)”雙向破冰采用吊艙全回轉(zhuǎn)電力推進(jìn)系統(tǒng)，在遇到很難“拱”的冰脊時(shí)，推進(jìn)部轉(zhuǎn)動(dòng)180度的同時(shí)把船尾變船首，螺旋槳能在海面下削冰，把10多米高的冰脊“掏空”。“雪龍2號(hào)”還安裝了智能化被動(dòng)可控式減搖水艙，根據(jù)不同的波浪環(huán)境、不同載況下不同的橫搖周期控制船舶的搖擺幅度和頻率，提高了船舶在大風(fēng)浪中航行的安全性和舒適性。在全船舒適性控制方面，對(duì)噪音震動(dòng)采取源頭控制，對(duì)機(jī)械處所采用有效的減震降噪措施，保證船舶生活和工作環(huán)境的整體舒適度。“雪龍2號(hào)”全船采用智能化設(shè)計(jì)， 通過為全船設(shè)備配備各種傳感器和安裝7000多個(gè)探測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全船信息的全方位智能感知、獲取、交換和展示，囊括智能船體、智能機(jī)艙、智能能效管理、智能實(shí)驗(yàn)，是國(guó)際上首艘獲得智能船舶符號(hào)的極地科考破冰船。“雪龍2號(hào)”配備了高空、海面、水下各個(gè)層面的高端聲學(xué)設(shè)備，滿足大氣、水體、海底精細(xì)化測(cè)量和生物資源探測(cè)需求。為了保證調(diào)查設(shè)備在裝船后的正常工作，對(duì)船舶電網(wǎng)的電磁兼容和抗諧波干擾進(jìn)行了有效的措施，保證其在峰值的情況下也不影響設(shè)備的正常工況?！把?號(hào)”滿載期望赴兩極“雪龍2號(hào)”在6月中旬順利完成船體機(jī)電設(shè)備的常規(guī)海試，于2019年7月11日交付自然資源部中國(guó)極地研究中心，船舶的各種常規(guī)性能測(cè)試均已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)。為了測(cè)試首尾雙向破冰和極地環(huán)境下設(shè)備的運(yùn)行能力，“雪龍2號(hào)”日前正在準(zhǔn)備參與8月中旬第10次北極編隊(duì)考察航次，以檢驗(yàn)船舶的科考能力為主，為下半年與“雪龍?zhí)枴睌y手共同執(zhí)行我國(guó)第36次南極考察做好準(zhǔn)備。“雪龍2號(hào)”作為目前世界上破冰科考能力最強(qiáng)的極地科考船之一，具有世界首例采用首尾雙向破冰的能力，在未來征戰(zhàn)極地的歲月中，有望與“雪龍”號(hào)攜手將極地科考時(shí)間延長(zhǎng)到5個(gè)月以上，以滿足多學(xué)科、多專業(yè)對(duì)極地考察的需求?！把?號(hào)”在7月11日“中國(guó)航海日”這一特殊日子交付使用，是希望“雪龍2號(hào)”下水后能夠超越古代著名航海探險(xiǎn)家鄭和七下西洋的壯舉，可謂“古有明朝鄭和不畏艱辛劈波斬浪，今有‘’雪龍2號(hào)‘’橫空出世極地稱王”。在未來歲月里，“雪龍2號(hào)”將滿載國(guó)人的期許與厚望，秉承永恒的極地精神，承載起南北兩極求索的使命與擔(dān)當(dāng)，承擔(dān)起拓海探極、興海強(qiáng)國(guó)的光榮與夢(mèng)想，面向南北兩極，劈波斬浪，破冰前行，再創(chuàng)極地科考的輝煌。撰文：張志平 自然資源部第一海洋研究所海洋調(diào)查工程技術(shù)學(xué)術(shù)帶頭人，高級(jí)船長(zhǎng)編輯：王波文章由騰訊科普“科普中國(guó)頭條創(chuàng)作與推送項(xiàng)目”團(tuán)隊(duì)推出轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自科普中國(guó)