APP下载

“雪龙2”号:身怀绝技,破冰前行

2024-03-13李忠东

科学大众·小诺贝尔 2024年3期
关键词:月池全船雪龙

李忠东

2024年元旦凌晨,备受瞩目的身披中国红的“雪龙2”号破冰船再次驶向南极,在南极洲的浮冰区犁开一条水道,一路向南,拉开我国第四十次南极考察的序幕。1月4日下午,“雪龙2”号到达作业海区——阿蒙森海。

独特设计多

“雪龙2”号是我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船,于2019年7月交付使用,填补了我国在极地科考重大装备领域的空白。它长122.5米、宽22.3米,吃水7.85米,能够在3.704~5.556千米/时的航速下,在1.5米厚的冰层加0.2米的雪层环境中航行,可在原地自由进行360°转向,续航力达到37040千米。在额定人员编制的情况下,中途不补给,最长可以在海上连续活动60天。

“雪龙2”号由4台总功率达23000千瓦的柴油发动机发电为主动力推进装置及全船生活科考设备供电,还配备了空压机、变频水泵、锅炉经济器等先进的机电动力辅助设备,以及先进的海洋调查和观测设备,为日常航行、破冰引航、船站输油、科学考察等提供了有力保障。它还设计了两个直升机机库以及起降直升机的停机坪。

为了提高破冰效率,“雪龙2”号设计成长距较短但横距较为宽展的锤子形船体,并进行了船头加固,产生较为明显的倾斜角,以保证船能够顺利攀上冰层。由于近极地水质较为特别,在镀层以及材料选择方面,充分考虑了防撞抗寒与防腐蚀等因素,船体入水部分用合金材料打造的钢结固定。

船艉中部的“水密月池”是一个净宽3.2米、深达底层甲板的正方形“井口”。科考仪器设备可以从船甲板直通海底,即便是在100%海冰覆盖的海区,也能进行采样作业。另外,160平方米的作业月池车间可满足设备转运、舷外水文生物和CTD作业(测量海水温度、盐度、压力、溶解氧)的需求。“水密月池”实现完全水密封,极大地提高了操作效率和安全性。

破冰能力强

作为全球第一艘艏艉双向破冰船,“雪龙2”号无论前进还是后退都可航行。

船艏安装有一个破冰艏柱,全靠它与冰块进行“厮杀”,前进时可以通过撞击将厚厚的冰面撕裂开来。如果把“雪龙2”号比作一把“匕首”,那么,破冰艏柱就是“匕首”锋利的“刀刃”。破冰艏柱的材料比较特殊,由耐低温高强钢EH36打造,能够在零下40多摄氏度的环境中保持足够的强度与韧性。它长约5米,厚度达到100毫米,焊接时需要数十人同时操作,工艺难度高。否则,它在撞击冰层的时候,焊缝就有可能发生变形、撕裂的现象。

船艉装有两个141吨重的螺旋桨,通过高速旋转的力量将冰层劈碎,能实现在20米当年冰冰脊(含4米堆积层)加20厘米雪层不被卡住,可实现无限航区的包括极区的航行和作业。

智能程度高

“雪龙2”号是一艘智能化船舶,装备了智能船体、智能机舱、智能实验室及智能穿戴等,在船舶的全生命周期内,不仅“身体健康指数”实现智能化监管,还能在破冰航行时给驾驶员提供辅助决策建议,通过传感器等设备协助驾驶员选择最佳航线,规避冰山。

“雪龙2”号采用DP-2动力定位系统,在艏部配备有两台1200千瓦槽道式侧向推进器,加上艉部兩个大功率吊舱推进器的联合作用,能使船在四级海况(波浪具有很明显的形状,到处形成白浪)实现定点定标,同时具有较高的可靠性和冗余度,满足科考调查和恶劣海况的应急需求。

“雪龙2”号的电力系统精密而且繁复,全船由中压电流支撑,配备有190根电缆和380个转接头。如果把电线拉直,总长大约是北京到济南的距离。在精细的设计编排下,它们各司其职,驱动这个巨大的智能体。

船体内表面每隔一定距离安装一个应力检测传感器,共计365个,实现全船信息的全方位智能感知、获取、交换和展示,再基于计算机技术、自动控制技术和数据处理与分析技术,实现船舶和科考的智能化运行和辅助决策。传感器的设置仿佛给船体覆上了一层灵敏的智能“神经系统”,可以时刻感知外界的动态,了解哪个位置碰撞最厉害、什么航速下需要减速。另外,每一个被冰刮过的地方都留存有数据,经年累月,可以知道船体哪一块磨损严重需要更换,以此保证船的安全性。

猜你喜欢

月池全船雪龙
“雪龙2”号过赤道,救下一船人!
雪龙2 号十成冰拖曳作业
大洋勘探船月池阻力特性研究
中国首艘铝合金大型邮轮建成
不同月池形状对钻井船附加阻力的影响
壮哉雪龙号
生命链条
钻井船月池区波面升高运动分析
探访“雪龙”号极地考察破冰船
水下采油树月池导向安装过程力学分析方法