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“雪龙2”:大块头,也有大智慧

 小精灵Z 2019-07-12

大家是不是都想更多地了解这艘自主建造的破冰船“雪龙2”?现在中国海洋报就带你见识一下她的本领吧,是时候展现真正的技术了!

首先介绍一下她的“身高”“体重”——

“雪龙2”:大块头,也有大智慧

本领一:智能集成,彰显大智慧

在国内的科考船大家庭中,“雪龙2”号是唯一真正意义上的“智能船舶”,她也是全球第一艘获得智能船舶入级符号的极地科考破冰船,入级符号i-ship(Hm,M),包括了智能船体和智能机舱功能标志。

“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,相当于“大脑”,控制整个船体系统。同时,“雪龙2”号的船体和设备上,共安装设置了7000多个智能感应点,就像“神经系统”,可以对内、对外收集各种信息,丰富数据库并继续“学习”以优化船体功能,也可以使其在复杂的环境中实现自动驾驶。

据新建破冰船建设工程部副总指挥王建忠介绍,船舶智能航行系统主要由两个子系统组成,恶劣海况航行分析系统及航线优化系统。恶劣海况航行分析系统评估基于对当前航路航行风险的评估,在超过临界点时采用航线优化功能,选择替代方案,最终交由船员选择航路。

南北极气候等自然条件特殊,“雪龙2”号的健康能有保障吗?这一点,咱们的设计建造团队早已想到了。

“雪龙2”号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、辅助设备进行状态监测,实现机械设备运行状态和健康状况的分析评估,为船舶操作提供决策建议。

从建造之初,“雪龙2”号身上的每一块钢板都有自己的数据档案库。通过这种全船电子归档管理,可以实现船体在设计、建造和营运等全生命周期各阶段数据的融合,为船体全生命周期内的安全和结构维修保养提供辅助决策。再加上智能感应器的存在,能够实时评估船体的健康状况,提前发现船体潜在的安全隐患等问题,实现对冰载荷的反演计算和报警功能。

本领二:“月池”加入,随时随地开展作业

在南北极区开展调查作业时,一般情况下,考察队员进行取样调查和布放海水探测器都是站在船边,一旦风浪过大、船体摇摆,就会带来人员和设备的安全隐患。此外,考察船在极区航行,如果海上的浮冰太多、太厚,取样器甚至到不了水下。

“雪龙2”号的“月池”系统将改变这一切。

在“雪龙2”号的船艉中部,有一个3米见方、深达底层甲板的“井口”,这就是“月池”。科考仪器设备可以从这里直接入水,即便是100%海冰覆盖的海区也能进行采样作业,极大提升了新船在极地冰区的作业能力。

其实,月池系统的建设正是新船建造的重点和技术难点之一。据了解,国外也有极地船舶建设了月池。不过,有的月池在冰区使用时,出现较为严重的碎冰积累,而导致无法正常使用。为避免这种情况的出现,“雪龙2”号在设计建造月池时采用了一种创新模式——月池底部封盖将采用水密形式,在底盖关闭后配合抽水系统和加热防冰、除冰措施,有效保证月池的正常使用。

本领三:双向破冰,作业能力极大提升

目前,国际上绝大多数基于考察船的极地考察工作,主要都集中在夏季。即使在夏季,他们也大都被阻挡在南极大陆外围数十公里的陆缘冰区域,或北极点附近的北冰洋中心区。造成这种情况的“拦路虎”就是海冰。

根据国际船级社协会2006年颁布的《极地级船舶要求》,极地破冰船被分为PC7至PC1七个破冰等级,数字越小,代表冰况越严重。“雪龙”船破冰等级为PC6,而“雪龙2”的破冰等级达到了PC3。

作为我国首艘自主建造的破冰船,“雪龙2”号的冰区航行能力远不止这么简单,它采用先进的双向破冰新技术,船艏、船艉均可破冰,是我国第一艘采用双向破冰技术的极地调查船。“雪龙2”号的艏向和艉向能够在1.5米厚层冰加20厘米积雪上,以2节~3节的速度破冰航行,并可在夹杂着多年冰的水域航行。艏向航行具有冲撞破冰的能力,艉向航行能确保在10米~15米海冰脊(含4米堆积层加20厘米雪层)中不被卡住。

双向破冰技术将使“雪龙2”号在冰区的操纵性能得以极大提高,实现冰区快速掉头、转向,尤其是在南极近岸冰情复杂、水域狭窄的环境中,极大增强船舶的安全性。同时,这也意味着我国极地考察区域和季节得到了极大拓展和延长。

本领四:两套定位,水中实现“原地立正”

在陆地上开车,想要车停下来怎么办?很简单:熄火刹车。

但在水中则完全不同,开着动力,船舶会移动;关掉动力,船舶则会随风和洋流漂走。然而,在极地和大洋科考中,较长时间将船体位置固定,对于科学考察来说又十分重要。

我国近年建造的大洋科考船基本都具备了动力定位功能,船舶可以利用自身动力来抵消风和洋流的影响,实现“原地立正”。“雪龙”船由于建造时间太早,没有配备这一功能。

而“雪龙2”号不仅配备了动力定位系统,还配备了两套,技术自然更为先进。定位时,通过船上的电力推进器、舵、艏艉侧推协调配合,船艏根据风向和流向选择合适角度,可以对抗较为恶劣的海况。

动力定位的存在,使“雪龙2”号在4级海况下能满足大型科考设备的定位收放要求;在6级风、1.5节流条件下,能满足漂泊调查作业要求。同时,新船还采用了被动可控式减摇水舱来改善耐波性,提高了在极区作业时较常见的小回旋空间、大风浪海况下的安全性。

参加过南极考察的人一定不会不记得“魔鬼西风带”,“雪龙”船每次穿越西风带,都要经受一场“洗礼”。值得一提的是,“雪龙2”号在建造过程中,通过钢板测厚、分段称重、型材抽称、设备称重、托盘抽称,形成了全部设备、材料总重量重心统计表格,并分阶段更新核算等环节,最终确保下水时能够准确定义新船重量重心,从而保证新船的初稳性。

“雪龙2”:大块头,也有大智慧

怎么样?!关于“雪龙2”“真正的技术”,小伙伴们有没有get到?!

差点忘了说,“雪龙2”不仅本领高强,人家也是超级“爱美”的“绿色船舶”。她安装了特殊的尾气处理装置,可以有效解决污染问题,大大减少对环境的影响;另外,船上的重要设备均考虑了低噪声要求,可以降低振动和噪声的影响。

总之,从整体到细节,都凸显了绿色理念!

来源:中国海洋报

记者:赵 宁

剪辑:陈君怡

视频:邓飞帆

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