“雪龙2”号:打造探极“新利器”
2019-03-28 16:48:24       来源:中国海洋报

去年9月10日,我国首艘自主建造的极地科考破冰船建成下水,并被正式命名为“雪龙2”号。目前,该船舾装与内装工程已基本完成,并将开展设备系泊试验,择机进行试航。


自主建造破冰船


在“雪龙2”号交付前,“雪龙”船承担着我国南北极考察的后勤物资运输、人员输运和海洋科学考察任务。但“雪龙”船破冰能力不足,极大地限制了我国极地考察的时间和范围。新造一艘破冰能力强、科考手段丰富的考察船,成为极地考察事业发展的迫切需求。


2011年7月,“雪龙2”号由国家发展改革委批复立项。2016年12月20日,正式开工建造。但是,极地考察破冰船对船舶的设计和建造都有很高的技术要求,此类船舶的建造在我国造船史上还是空白。


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“国际一流,国内领先”是新船项目的定位。针对建造特点及难点,建造团队编制确定了17项攻关项目,开展了全回转吊舱、重量重心控制、智能船舶等多项关键技术研究及应用。


2018年夏季是新船建造的关键期。建造团队所有人放弃了高温假,完成了114个分段制作以及11个船体总段合拢,全船无损探伤检测等,各项指标一次合格率达97%,船舶舾装率达到73%,全船92%的设备安装结束,达到完整性出坞状态,生产状态整体可控。


艏艉皆可破冰


极地破冰船一共有7个破冰等级。如果将破冰等级按照金字塔状划分,“雪龙”船的破冰等级为PC6,位于金字塔的下层,“雪龙2”号的破冰等级则是PC3,位于金字塔上层。


作为我国首艘自主建造的破冰船,“雪龙2”号采用的是先进的双向破冰新技术,不但可在1.5米的冰层上破冰前行,还能倒车破冰,确保船舶在10米~15米厚的冰脊中不被卡住,极大地增强了船舶安全性。


此外,“雪龙2”号还配备了动力定位系统,具备全回转电力推进功能,可实现原地360°自由转动。动力定位技术使“雪龙2”号在4级海况下可满足大型科考设备的定位收放要求,在6级风、1.5节流时能满足漂泊调查作业要求。同时,该船还采用被动可控式减摇水舱以改善船的耐波性,提高了新船在极区作业时较常见的小回旋空间、大风浪海况中的安全性。


新船的“十八般武艺”


“雪龙2”号船装备了国际先进的海洋调查和观测设备,实现科考系统的高度集成和自洽,将成为我国开展极地海洋环境与资源研究的重要基础平台。


在南北极地区监测大气要素变化是全球变化研究的重要内容。“雪龙2”号将装备先进的极地大气与海冰观测系统,主要包括气象遥感卫星接收系统、船基自动气象观测系统、海/冰—气界面湍流通量观测系统、船基海冰微波散射计等,满足未来极地大气和海冰综合调查需求。


南大洋占全球大洋面积20%,在全球大洋环流、碳循环和生态环境等方面有着重要的研究价值。“雪龙2”号水体环境调查系统由物理海洋多参数理化数据采集与探测系统、走航式声学多普勒流速剖面仪、表层海水连续采集及基础参数监测系统、拖曳式多参数剖面测量系统等组成,能够完成海洋多要素连续自动测定,具备实时原位测量、实时显示、自动记录处理功能。


海洋地震勘探是海洋地球物理勘探方法之一,是研究海底地层学、构造学和海底沉积的有效工具。“雪龙2”号将配置能够进行完整极区地质构造解析能力的一套240道地震勘探系统,将极大地推动南极周边海域海底地质研究,加强对南极周边海域资源分布的认识。


南极冰架的平均厚度为475米,面积达140万平方公里。多年来,由于技术装备的限制,我国缺乏获取南极冰架下水体环境参数的手段。“雪龙2”号配备的有缆水下机器人和无缆水下机器人将有效解决此类问题。


“自学成才”的智能船舶


作为一艘“智能船舶”,“雪龙2”号有一套集智能航行、智能能效、智能机舱、智能船体为一体的综合平台,安装设置了7000多个智能感应点,可收集各种信息,丰富数据库并继续“学习”以优化船体功能,使其在复杂的环境中实现自动驾驶。


据了解,船舶智能航行系统主要由恶劣海况航行分析系统、航线优化系统组成。恶劣海况航行分析系统可评估航路航行风险,在超过临界点时采用航线优化功能,选择替代方案,最终交由船员选择。


“雪龙2”号还建有机舱智能化集成平台,可以对主柴油机、发电机、电力推进舱、辅助设备实时监测,分析评估,为船舶操作提供决策建议。


“雪龙2”号的每块钢板都有数据档案库,可实现设计、建造和营运等全生命周期各阶段数据的融合,为船体安全和结构维修保养提供辅助决策。此外,船上的智能感应点能够提前发现船体潜在的安全隐患,实现对冰载荷的反演计算和报警功能。


“雪龙2”号建成后,将与“雪龙”船组成极地科学考察船队,为推动我国极地考察事业迈上新台阶发挥重要作用。