“雪龙2”号:国产科考船极地破冰(2)
“雪龙2”号总长122.5米,排水量约1.4万吨。它的设计建造并不容易,技术难题接踵而至。比如破冰艏和侧推孔带来的气泡下泄,可能干扰船底换能器正常工作的问题;吊舱全回转推进带来的操纵安全性问题;首制船如何精准控制整船重量重心的问题。
“‘雪龙2’号项目的实施,对我国业界极地船舶设计、建造、规范应用和完善,以及极地规则在国内有效实施方面发挥了重大推动作用。”吴刚说,通过建造“雪龙2”号,国内掌握了双向破冰船型设计技术、PC3级破冰船结构设计技术、破冰船低温防寒设计技术和破冰船建造焊接技术,逐步建立起我国自己的极地船规则规范。
其中,双向破冰是“雪龙2”号的最大亮点。
所谓双向破冰,是指船艏和船艉均可破冰。一般的破冰船是由船艏向前破冰,可一旦遇到较厚的冰脊需要转向时,容易被冰脊卡住、难以突破。但“雪龙2”号船艉的两个大型吊舱推进器,能够360度自由转动,形成很强的冰层切削力,在多冰脊的海域,就可以让船艉进行破冰,“啃硬骨头”。
吴刚说,通过采用全回转吊舱电力推进系统,“雪龙2”号在遇到很难“拱”的冰脊时,船艉变船艏,尾部的螺旋桨能在海面下削冰并形成抽吸作用,把10多米高的冰脊掏空,这在全球尚属首次。
据介绍,“雪龙2”号艏向破冰能持续破1.5米冰加0.2米雪,艉向破冰可在20米当年冰冰脊(含4米堆积层)中不被卡住。
另外,“雪龙2”号船体强度满足PC3级破冰船结构设计要求,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。通过结构设计,“雪龙2”号安全性大大提高,在极地的低温环境下具有很强的防寒能力,同时也很环保。
这种破冰能力的突破直接带来极地科考作业模式的改变。
目前国际上绝大多数基于考察船的极地科考工作在极地的11月到次年3月间进行。但拥有更强破冰能力和抗寒能力的“雪龙2”号可以更早进入极地,更晚离开。科考作业的范围也一并扩大,科学家可以选择在以前无法设立站位的位置布放仪器,开展更充分的调查和研究。
另外,“雪龙2”号实现了WiFi全覆盖,这也是吴刚眼中最为人性化的一项设计。
“在以前的‘雪龙’号上,一到休息时间就出现感人一幕,大家都坐在楼梯口给家人朋友发信息,因为只有楼梯口有信号。”吴刚说,“那时我就下决心,下一代的破冰船一定要加强信息通讯能力,好歹能让大家随时语音通话。”
“雪龙2”号真正实现全船WiFi覆盖、扩展到每个房间的收音广播和卫星电视接收系统以及智能多媒体调度(会议)系统,在信息化建设上取得了很大进步。
极地海洋调查与研究的重要平台
作为探索极地的利器,“雪龙2”号的“杀手锏”还有很多。
据自然资源部中国极地研究中心“雪龙2”号船船长赵炎平介绍,“雪龙2”号内部建造了一个大约160平方米的月池车间。
“雪龙2”号的月池系统,是我国科考船上配备的首套月池系统,技术处于国际领先水平。月池贯穿各层甲板,并与海水相通,科考设备可以通过月池,避开冰层直达海中。
具体来看,当船在密集冰区活动时,尽管完成了破冰,仍然会有大量碎冰聚集在船身周围,很难将科考设备通过船艉或舷外下放。此时可以通过月池下放仪器,避开冰层直达海中。海域环境过于恶劣时,这样操作还能消除大风浪对设备和操作人员的安全威胁。此外,月池系统还配备了加热除冰装置,确保遇到意外情况时,在低温环境下随时可以融化冰块。