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(biāo)準(zhǔn),,并具有定員多、快速性與經(jīng)濟性指標(biāo)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(xué)建造的新一代海洋綜合科考船“東方紅3”船交付,,標(biāo)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(xué)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(xué)研究,、科學(xué)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(biāo)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(yán)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(biāo)國際領(lǐng)先,,特別是低噪聲控制指標(biāo)達到全球最高級別,“當(dāng)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,。科考船不只關(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(xué),,科考船會安裝大量精密的聲學(xué)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(xué)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(xué)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(biāo),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,。“船的總布置討論前前后后進行了幾十次,,僅會議紀(jì)要就有厚厚一本,。”吳剛說,。
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(dǎo)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?!岸遗潘吭酱?,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(biāo)要求都很嚴(yán),。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(xué)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(dǎo)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,。“東方紅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(xué)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?!皷|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,。