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“雙龍”組隊 世界首艘雙向破冰科考船年底首航南極

來源﹕科技日報2019-07-11 10:31

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  十一日交付 “雙龍”組隊

  世界第一艘雙向破冰科考船年底首航南極

  本報記者 陳 瑜

  7月11日﹐中國“航海日”﹐我國首艘自主製造的極地科考船“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。

  “雪龍2”號船長趙炎平告訴科技日報記者﹐相比“雪龍”號﹐“雪龍2”號最大特點是結構強度滿足PC3要求﹐雙向破冰﹐並且均具有以2─3節船速﹑連續破1.5米冰加0.2米積雪的能力﹐為國際極地主流的中型破冰船型﹐且為全球第一艘採用船艏﹑船艉雙向破冰技術的極地科考破冰船。這意味著我國極地考察區域和季節得到了極大拓展和延長。

  中西合璧 “搭檔”式聯合設計

  受限於破冰能力﹐國際上絕大多數基於考察船的極地科學考察工作﹐主要集中在夏季。但即使在夏季﹐他們仍被阻擋在南極大陸外圍數十公里的陸緣冰區域﹐或北極點附近的北冰洋中心區。這也包括我國于1994年首航南極的“雪龍”號。

  中國需要一艘新的極地科考船﹐這一想法在2008年醞釀成熟。2009年6月﹐國務院專題會議批准立項﹐並確立“國內外聯合設計﹑國內建造”的原則﹐要求選擇國內和國外在破冰科考方面最強的設計公司開展合作。

  “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﹐作為非極地國家﹐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匯集》。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。

  “畢竟這是我國第一艘真正意義上的破冰船﹐難就難在這是我們沒走過的一條路﹐船舶的使用環境﹑年限要求又特別高﹐我們尋找一位同行者﹐也是為了給這個重大項目上一份‘雙保險’。”吳剛告訴記者﹐“雪龍2”號的基本設計由國外參與方阿克北極公司主導完成﹐但基本設計中的敞水性能改進和科考設計部分﹑詳細設計﹑施工設計﹑建造工藝等均由國內設計院﹑船級社﹑船企等完成。從對接﹑研討﹑改進到敲定方案﹐與外方幾輪交流下來的圖紙意見清單PCF就超過1000來份。

  對於這種中外合作方式﹐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 設備安裝誤差以毫米計算

  重達13000噸的“雪龍2”號採用總段建造法﹐將船體分為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﹐在生產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﹐確保圖紙變為實物過程中無誤。

  “基於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﹐經歷無數個不眠之夜﹐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余公里﹑舾裝件84000余件﹑設備總數達到421臺套﹐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。

  為保證能穿透數米厚的冰層﹐“雪龍2”號船體使用了特殊鋼材﹐外殼最厚的地方達100毫米﹐比常規船舶板材厚三至五成。要將外殼厚度大的板材光滑折彎為曲面﹐十分考驗研發﹑設計﹑製作全流程的技術水平。趙振華說﹐在“雪龍2”號製造過程中﹐團隊採用國內首套三維數控彎板技術﹐將以往工人需要幾天才能加工成形的彎板﹐在3個小時內折彎設計成型。在製作環節﹐從細節著手提高焊接質量和安裝精度﹐比如在進行10米長全海深多波束底座裝焊時﹐平面度控制在2毫米範圍內。

  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﹐這將為今後設計製造新船型提供參考。

  (科技日報北京7月10日電)

[ 責編﹕張璋 ]
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