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“雪龙2”号极地科考船下水!我国已具备自主设计和建造破冰船的能力!

来源:seaway maritime综合整理新华社、上观新闻  2018-09-11  我要评论  

导读:

从2009年国务院批准立项至今,经过10年努力,我国第一艘中外联合设计、自主建造的极地科考船终于竣工下水。

        从2009年国务院批准立项至今,经过10年努力,我国第一艘中外联合设计、自主建造的极地科考船终于竣工下水。

今天下午,上海长兴岛迎来我国造船业的一个里程碑——“雪龙2”号极地科学考察破冰船在江南造船(集团)有限责任公司下水。这是我国第一艘中外联合设计、自主建造的极地科考破冰船,计划明年5月交付使用,7月将载着我国科考队员前往北极,11月与“雪龙”号一起奔赴南极,结束我国极地科考“单船作战”的历史。

中国船舶工业集团公司第七〇八研究所研究员、“雪龙2”号总设计师吴刚表示,通过这一项目实践,我国已完全具备自主开发设计极地科考破冰船的技术能力。今年,中船七〇八所还在牵头承担国家“极地重型破冰船关键技术研究”项目,有望使我国成为继俄、美、加之后少数拥有重型破冰船的国家。

“雪龙2”号极地科考破冰船在上海长兴岛竣工。

中芬联合设计国际先进破冰船

自1984年我国开展首次南极科考以来,先后使用过5艘船舶,分别是“向阳红10”号、“J121”号、“海洋四号”、“极地”号和“雪龙”号。“雪龙”号原为乌克兰赫尔松船厂建造的一艘集装箱运输破冰船, 我国购入后,将其改造成极地科考运输船,从1994年起服役至今。

中国何时能自主设计、建造极地破冰船?这是我国几代造船业工作者的梦想。2009年6月,国务院批准我国新建极地科考船建设项目立项,并确立了“国内外联合设计、国内建造”这一基本原则。用业内人士的话说,我国当时缺乏设计破冰船的实际经验,得先向国外企业交几千万元“学费”,以便掌握自主开发设计破冰船的能力。

“雪龙2”号的设计是由中船七〇八所和芬兰阿克北极公司联合完成的,国内中船七〇八所作为船东技术支撑单位,全程参与了评标确定国外公司并与其在核心概念设计和基本设计环节联合分工,同时独立承担了送审中国船级社和英国船级社的详细设计。吴刚回忆,2012年,中国工程院院士、中船七〇八所研究员张炳炎和他一同参与了国际投标方案评选,德、英、芬三国企业提交的三个中国新建极地科考船基本设计方案入围。专家组第一轮的打分显示,没有一个方案完全达标。为此,专家组只能再进行一轮打分,选出最适合改进的方案。最终,芬兰阿克北极公司的方案凭借最好的破冰功率和结构设计中标。此后,中船七〇八所与这家芬兰企业开展了深度合作。

而今,中芬合作催生了这艘达到国际先进水平的第二代极地科考破冰船。它长122.5米,宽22.3米,设计吃水7.85米,设计吃水排水量约13990吨,航速12—15节,续航力2万海里,自持力60天,能载员90人。新的“雪龙2”号具有很强的破冰能力,能在1.5米厚度冰、0.2米厚度雪的海况下,以2—3节航速连续破冰行驶。

作为该项目的技术支撑单位,七〇八所在项目建议书编制,基本设计招标、扩充概念设计评审、可行性研究报告编制、初步设计报告及概算编制、关键设备招标、基本设计图纸确认、船厂招标等阶段都做了大量的工作,倾注了项目组成员的大量心血。

十大设计亮点

1、在船型设计上以作业区海冰环境的适航性为首要条件,采用先进的PC3船体结构和动力系统设计并保证了12节的经济航速和在1.5米冰加0.2米雪的极地环境下具有2~3节的连续破冰指标。该性能指标在当前国际上同类极地科考船中属于先进行列。

2、充分考虑极区水平冰和冰脊冰分布的复杂性,优选双向破冰的船型,保证该船冰区通过性能与机动性能的统一;为我国发展破冰船艉向破冰技术提供重要先例。

3、首次在船前部采用箱型龙骨的船底结构,实现了船底重要声学设备避免气泡和碎冰影响与航行经济性之间的协调。

4、采用全回转电力推进,以实现高机动性能、节约船内空间、统筹工况差异、降低使用成本之间的有机协调、统一和优化。

5、选用DP2动力定位,既保证定位功能的常规冗余也提高动力定位耐受恶劣海况的指标,提高了该船在极区作业时较常见的小回旋空间、大风浪海况的安全性。

6、采用集中实验室格局、大空间作业车间和较大面积调查作业甲板设计,以及冰区月池系统的应用,实现调查实验功能的最大兼容与共享,与国际上专业的极地海洋科考布置和流程全面接轨。

7、新船设计满足最新实施的规则规范,如极地规则Polar Code以及最新国际公约TieIII的排放限值要求,新船建成后,在船舶安全性、环保性及科考作业适宜性方面具有国际先进性。

8、新船水下辐射噪声参照国际最高标准ICE-209设计、上建振动噪声满足CCS最新COMF(V2/N2)的高要求。

9、新船将是国际上第一艘获得智能船舶符号的极地科考破冰船,智能船体iship-H保证船体结构安全、智能机舱iship-M确保在遥远的极地环境下机舱运行和维护的可靠;此外智能船舶助力编队管理、科考航次管理以及船站融合通讯。

10、新船重点考虑了长航程的人性化设计,在驾驶员轮替值班、实验室和甲板科考作业的保护性和便利性、健身活动场所的合理设置、房间的保温通风遮光、室外梯道防滑处理、马桶真空系统设计、冷凝水处理、茶水站、垃圾房、行李间、洗衣房等设置以及蔬菜、水果和淡水的便捷运输等方面。

院士逝世前还在病床上看图纸

参加过中国第31次南极考察队的吴刚说,“雪龙”号破冰能力有限,距中山站20—30海里时,怎么也“拱”不动了。有时,不得不等待俄罗斯“费德洛夫院士”号科考船来开道,“雪龙”号跟随行驶。“有了‘雪龙2’号,这种情况就不会出现了。今后,我们可以让其他国家的科考船跟在‘雪龙2’号后面。”

作为世界上第一艘能双向破冰的破冰船,在遇到难“拱”的冰脊时,“雪龙2”号可以让尾部推进器转动180度,让船尾变成船头,尾部的螺旋桨能在海面下“掏”冰,确保通过20米厚度的冰脊。

“雪龙2”号极地科考破冰船在极地航行(效果图)。

这艘破冰船还拥有世界首创、获得专利授权的下沉式箱型龙骨。在冰池实验中,水里的碎冰碰到船底后,会随着下沉式箱型龙骨的独特结构向两边散开,从而对放在船底的声学探测设备形成保护。2012年7月,中船七〇八所团队设计出了下沉式龙骨,而团队负责人张炳炎已卧床不起。设计建造出中国的极地科考船,是这位院士晚年最大的心愿。“张院士逝世前几天,还在医院的病床上审阅龙骨型线图纸……”吴刚动情地告诉记者。

可以告慰张院士的是,从2009年国务院批准立项至今,经过10年努力,我国第一艘中外联合设计、自主建造的极地科考船终于竣工下水。

我国启动重型破冰船技术研究

江南造船集团极地科考破冰船总建造师陈建新介绍,“雪龙2”号建造工艺复杂,采取分段制造、总体拼装的建造方法,共分为11个总段、114个分段。自2016年12月进行第一块钢材点火切割以来,总体进展顺利。

经超前设计和精良建造,“雪龙2”号符合国际上最新实施的规则和规范,如国际海事组织《极地规则》和国际公约Tie III的排放限值要求;抗风稳性强,即便在西风带遭遇12级阵风,也不会出现稳性问题;拥有智能化船体、机舱和实验室;装有全回转电力推进系统、DP-2动力定位系统、声学探测系统、地震探测系统、重力取样等先进设备。船上住房条件也很好,装有卫星电视接收系统,覆盖无线网络,为科考队员提供了舒适便利的生活环境。

从明年起,“雪龙2”号将主要承担科考任务,“雪龙”号则主要承担物资运输补给任务。今后,我国极地科考破冰船将形成“雪龙”系列。

“雪龙2”号极地科考破冰船在极光下航行(效果图)。

据悉,“雪龙2”号的结构破冰强度为PC3级,虽然已属上乘,但不如PC1级、PC2级的重型破冰船。后者能常年在极地多年冰的环境下游弋,对一个国家实施极地战略具有重要意义。去年底,国家工业和信息化部启动了“极地重型破冰船关键技术研究”项目,中船七〇八所牵头承担。吴刚表示:“在联合设计出‘雪龙2’号的基础上,我们有信心在未来3-5年内设计出我国亟需且实用的常规动力重型破冰船,为我国极地战略打造国之重器。”

值得注意的是,“雪龙2”号虽然由我国自主建造,但吊舱推进器、低温钢板等一些部件和材料仍来自国外企业。如何实现高质量的进口替代,是我国科技界和产业界必须解决的问题。

 

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