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“双龙”组队 世界首艘双向破冰科考船年底首航南极

2019年07月11日 04:09 來源:科技日報 參與互動 

  十一日交付 “双龙”组队
  世界第一艘雙向破冰科考船年底首航南極

  本报记者 陈 瑜

  7月11日,中國“航海日”,我國首艘自主制造的極地科考船“雪龍2”號將交付給自然資源部中國極地研究中心,今年有望與“雪龍”號組成極地科考破冰船隊,編隊赴南北極進行科考和後勤補給,提高我國在極地海冰區開展考察活動的能力。

  “雪龙2”号船长赵炎平告诉科技日報记者,相比“雪龙”号,“雪龙2”号最大特点是结构强度满足PC3要求,双向破冰,并且均具有以2—3节船速、连续破1.5米冰加0.2米积雪的能力,为國際极地主流的中型破冰船型,且为全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船。这意味着我国极地考察区域和季节得到了极大拓展和延长。

  中西合璧 “搭档”式联合设计

  受限于破冰能力,國際上绝大多数基于考察船的极地科学考察工作,主要集中在夏季。但即使在夏季,他们仍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。这也包括我国于1994年首航南极的“雪龙”号。

  中国需要一艘新的极地科考船,这一想法在2008年酝酿成熟。2009年6月,国务院專題会议批准立项,并确立“國內外联合设计、國內建造”的原则,要求选择國內和国外在破冰科考方面最强的设计公司开展合作。

  “從構思、調研,到聯合設計和自主建造,對我們和船東來說,就像孕育一個新生兒,毫無經驗懷胎十年,其中的迷茫、艱辛、喜悅難以用語言表達。”中船集團第七〇八研究所(以下簡稱七〇八所)研究員、“雪龍2”號總設計師吳剛無限感慨。

  此前,作爲非極地國家,我國已做了很長時間的鋪墊工作。1978年,當時的第六機械工業部第七研究院第七〇八研究所(七〇八所前身)的多名資深前輩,就開始搜集破冰船的相關素材,並形成《國外破冰型考察船資料彙集》。從1984年執行首次南極科考任務開始,我國也已積累了30多年的極地科考經驗。

  “毕竟这是我国第一艘真正意义上的破冰船,难就难在这是我们没走过的一条路,船舶的使用环境、年限要求又特别高,我们寻找一位同行者,也是为了给这个重大项目上一份‘双保险’。”吴刚告诉记者,“雪龙2”号的基本设计由国外参与方阿克北极公司主导完成,但基本设计中的敞水性能改进和科考设计部分、详细设计、施工设计、建造工艺等均由國內设计院、船级社、船企等完成。从对接、研讨、改进到敲定方案,与外方几轮交流下来的图纸意见清单PCF就超过1000来份。

  對于這種中外合作方式,他特別強調說,這次不是接力棒式的合作,也不是簡單地買國外圖紙,中外雙方是互相伴隨的高度融合的搭檔。在整個過程中,中國極地研究中心、江南造船廠以及中國船級社也做了大量工作,“雪龍2”號建成後,將擁有雙船級。

  高精度 设备安装误差以毫米计算

  重達13000噸的“雪龍2”號采用總段建造法,將船體分爲131個分段,再將分段總組成11個總段,11個總段按照從艉向艏、從下往上的順序進行合攏。

  江南造船(集團)有限責任公司“雪龍2”號總工藝師趙振華帶領團隊,通過構建數字樣船,在生産設計過程中逐步細化落實基本設計和詳細設計方案,並時刻跟進建造狀態,確保圖紙變爲實物過程中無誤。

  “基于公司現有的公務科考船型工藝技術體系,我們從船型本身的固有特點著手,從極地破冰、大洋科考以及總體要求三個方面進行關鍵技術分解。”趙振華說,經曆無數個不眠之夜,團隊完成了17項關鍵技術研究與應用,編制了7891份設計圖紙,撰寫了287份技術協議與70多份專項工藝材料。

  “雪龍2”號全船管系達22000余根、電纜敷設480余公裏、舾裝件84000余件、設備總數達到421台套,重量重心控制難度極大。江南造船(集團)有限責任公司成立重量重心控制小組,編制專項控制方案、實施細則以及超差處理程序,完成近20份控制文件編制,形成各個階段數據跟蹤表庫,對2400塊鋼板測厚,131個分段、200個主要設備稱重,以確保“雪龍2”號重量重心指標得到有效控制。

  为保证能穿透数米厚的冰层,“雪龙2”号船体使用了特殊钢材,外壳最厚的地方达100毫米,比常规船舶板材厚三至五成。要将外壳厚度大的板材光滑折弯为曲面,十分考验研发、设计、制作全流程的技术水平。赵振华说,在“雪龙2”号制造过程中,团队采用國內首套三维数控弯板技术,将以往工人需要几天才能加工成形的弯板,在3个小时内折弯设计成型。在制作环节,从细节着手提高焊接质量和安装精度,比如在进行10米长全海深多波束底座装焊时,平面度控制在2毫米范围内。

  值得一提的是,“雪龍2”號的船體和設備上,共安裝設置了7000多個智能感應點,智能機艙能通過傳感器等設備進行船體全壽命監測,智能船體可以自動進行“健康體檢”,並收集船體鋼板與冰面的摩擦數據,吳剛說,這將爲今後設計制造新船型提供參考。

  (科技日報北京7月10日电)

【編輯:陳海峰】

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