新一代海洋綜合科考船“東方紅3”船。 (資料圖片)
新一代海洋綜合科考船“東方紅3”船由我國自主創(chuàng)新研發(fā)和自主建造,,在船舶水下輻射噪聲控制方面達到國際最高標準,并具有定員多,、快速性與經(jīng)濟性指標高、船舶自動化程度高,、綜合科考功能完備等優(yōu)點,將有助于提升我國海上科技研發(fā)與創(chuàng)新平臺建設(shè)的整體實力
日前,,由中國船舶工業(yè)集團有限公司第七〇八所自主研發(fā)設(shè)計、江南造船集團有限公司(江南造船)為中國海洋大學建造的新一代海洋綜合科考船“東方紅3”船交付,,標志著我國科考船設(shè)計、建造水平獲得了新跨越,,也將進一步增強我國海洋科考數(shù)據(jù)成果在國際上的話語權(quán),。
建造難度大
“東方紅3”船是一艘5000噸級新型深遠海綜合科學考察船,,以培養(yǎng)深海大洋創(chuàng)新型人才為首要任務(wù),融合科學研究,、科學考察,、高新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用為一體。該船總長103.8米,、寬18米,,海上自持力長達60天,可連續(xù)航行1.5萬海里;載員110人,,甲板作業(yè)面積和實驗室工作面積均超過600平方米。該船是目前世界上最安靜,,定員最多,,經(jīng)濟性,、振動噪聲,、電磁兼容等指標要求最高,作業(yè)甲板和實驗室面積利用率最大,、綜合科考功能最完備的新一代海洋綜合科考船,。
作為高技術(shù)船舶,科考船的設(shè)計和建造難度較大,,設(shè)計建造周期通常在4到6年,,有的甚至達到10年,,是常規(guī)商船的好幾倍,。從2013年可研批復(fù)至今,,“東方紅3”船項目走過了6年時間,。投入使用后,,該船可以在除了兩極的海域進行全年作業(yè),尤其是可以滿足深遠海的科考要求,。
引人關(guān)注的是,,在交船儀式上,,“東方紅3”船正式獲頒DNV GL船級社水下輻射噪聲最嚴苛的SILENT—R證書,成為國內(nèi)首艘,、國際上第4艘獲得SILENT—R證書的海洋綜合科考船,也是世界上獲得這一等級證書的排水量最大的海洋綜合科考船,。
“東方紅3”船總設(shè)計師,、中國船舶工業(yè)集團有限公司第七〇八所研究員吳剛表示,,該船多項指標國際領(lǐng)先,,特別是低噪聲控制指標達到全球最高級別,“當船行駛時,,水下20米以外的魚群都感覺不到”。
一般的船舶只關(guān)注艙室的噪聲,,主要是為了讓船員獲得舒適的工作環(huán)境,并能在休息時不受干擾,??瓶即恢魂P(guān)注船上環(huán)境的舒適程度,,還要保證自身噪聲最小地向水下傳播,,這是由科考船的任務(wù)和性質(zhì)決定的。
為了研究海洋科學,,科考船會安裝大量精密的聲學儀器,,向水中發(fā)射和接收聲波來看清幾千米甚至萬米以下水深的地質(zhì)地貌,,這些聲學設(shè)備越精密就越“嬌貴”,外界干擾越小越好,。
自主研發(fā)強
在概念設(shè)計階段,,船東中國海洋大學花了近一年半的時間,,考察了多艘國際先進科考船后,,參照各船指標,希望能夠建造一艘“能夠保持長時間行業(yè)領(lǐng)先地位”的船舶,,并結(jié)合自身需求,,提出了個性化方案,,特別提出需滿足DNV GL水下輻射噪聲SILENT—R的要求,。
水下輻射噪聲的要求是全船系統(tǒng)性,、全面性的要求,,會對船舶線型及附體形式、推進系統(tǒng),、船體結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備選型和布置,、空船重量重心控制、船廠生產(chǎn)放樣和建造工藝等產(chǎn)生影響,,每一個環(huán)節(jié)都必須精益求精,。
七〇八所的設(shè)計師們一方面加強自身技術(shù)鉆研,,一方面聯(lián)合DNV船級社、國內(nèi)外各優(yōu)質(zhì)設(shè)備/系統(tǒng)供應(yīng)商,,從方案設(shè)計初期就進行減振降噪頂層規(guī)劃,、全程把控?!按目偛贾糜懻撉扒昂蠛筮M行了幾十次,僅會議紀要就有厚厚一本,?!眳莿傉f。
七〇八所的設(shè)計師們總結(jié)出低噪聲螺旋槳設(shè)計,、主發(fā)電機組雙層隔振設(shè)計和低速超靜音推進電機選型三大關(guān)鍵技術(shù),。減振降噪關(guān)鍵要素“低噪聲高效螺旋槳”和“防氣泡船體一體化多波束導流罩”完全自主研發(fā)設(shè)計,。
螺旋槳輻射噪聲是全船最主要的水下噪聲源,,能否設(shè)計出靜音螺旋槳對全船噪聲控制起著決定性作用。“而且排水量越大,,螺旋槳靜音設(shè)計難度就越大?!眳莿傉f。七〇八所螺旋槳設(shè)計組經(jīng)過5年多技術(shù)攻關(guān),終于成功研發(fā)出靜音螺旋槳,,不僅是國內(nèi)首創(chuàng),,也達到了國際領(lǐng)先水平,。
科考船的排水量一般有幾千噸,,空船重量的調(diào)整空間較小,,因此對每一項設(shè)備的重量控制指標要求都很嚴,。通過反復(fù)試驗研究,,設(shè)計團隊掌握了空船重量重心控制技術(shù),。最終,,“東方紅3”船具備了盡可能多的可擴展功能,5000多噸的排水量可完成7000噸科考船的任務(wù),。
設(shè)計亮點多
除了是最安靜的海洋綜合科考船,,“東方紅3”船還有哪些設(shè)計亮點,?科研人員告訴記者,“東方紅3”船是一艘“聽得清,、跑得遠,、看得明、探得深,、傳得快”的科考船。
聽得清,,是指降低科學考察船自身的輻射噪聲水平,使得探測時能更加清晰不受干擾,。
跑得遠,,是指“東方紅3”船是最節(jié)油的雙槳推進科考船。因“東方紅3”船采用一種與船艏型線一體化設(shè)計的多波束導流罩專利設(shè)計,,在確保多波束測量性能的前提下使得全船阻力減少15%至20%,,油耗減少,,在相同的油艙容積下,,續(xù)航力提高,確保本船能航行到更遠的深海大洋進行考察作業(yè),。
看得明,,是指“東方紅3”船具有最高精度的全海深地形地貌探測能力。為獲得最高精度的全海深地形地貌測量能力,,“東方紅3”船在國內(nèi)首次引進兩套高分辨率的中淺水和全海深多波束系統(tǒng)(國際上僅有一艘船安裝),,設(shè)計單位和船廠聯(lián)合攻關(guān)解決了船舶型線設(shè)計和建造安裝工藝的關(guān)鍵技術(shù),,一舉提升了我國在全海深地形地貌的探測能力,。
探得深,,是指“東方紅3”船的作業(yè)深度覆蓋全球最深的馬里亞納海溝?!皷|方紅3”船裝備了目前國際上最先進的水體,、大氣、海底探測和遙感信息觀測與應(yīng)用系統(tǒng),,可進行海洋空間多學科海洋要素的快速探測與分析,,該船配備有2臺1萬米以上的CTD絞車、1臺1萬米鋼纜絞車,、1臺1萬米光電纜絞車,、1臺1.2萬米纖維纜絞車,,確保了作業(yè)探測的深度和可靠性,。
傳得快,,是指“東方紅3”船具有強大的科考數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)船舶網(wǎng)絡(luò),,實現(xiàn)船岸一體化,。“東方紅3”船配置獨立的科考數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),,并配置雙萬兆核心。時空同步科考數(shù)據(jù)采集,、傳輸,、存儲、處理與集成,,數(shù)據(jù)成果可在線顯示與遠程傳輸,。配置船岸一體化船舶數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),支持WiFi和有線接入,,VSAT船岸實時通信,。船體與船舶關(guān)鍵設(shè)備、船體振動與噪聲,、水下輻射噪聲,、各類強弱電與各類線纜電磁兼容以及船舶動態(tài)與姿態(tài)等各類信息在線監(jiān)測與報警系統(tǒng)。
這些優(yōu)點綜合在一起,,打造出全球頂級科考利器,。