2018年9月10日,新建破冰船在上海下水。《人民日报》报道“我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船在上海下水,并正式命名为‘雪龙2’号,标志着我国极地考察现场保障和支撑能力取得新的突破。‘雪龙2’号建造工程由自然资源部所属的中国极地研究中心组织实施,中国船舶工业集团有限公司第七〇八研究所设计、江南造船(集团)有限责任公司承担建造。设计船长122.5米,船宽22.3米,吃水7.85米,吃水排水量约13 990吨,航速12~15节,续航力20 000海里,自持力60天,载员90人,能以2~3节的航速在冰厚(1.5±0.2)米雪的环境中连续破冰航行。‘雪龙2’号船是一艘满足无限航区要求、具备全球航行能力,能够在极区大洋安全航行的具备国际先进水平的极地科学考察破冰船。该船可实现极区原地360°自由转动,并可突破极区20米当年冰冰脊,船舶机动能力大幅提升。”[21]
2019年5月24日,“雪龙2”号完成倾斜试验。经测定,本船重心和稳性满足设计要求。2019年5月31日,“雪龙2”号破冰船按照原定的建造计划,开启船舶航行试验。船舶航行试验又称为试航,是船舶建造中最关键的一个节点。本次“雪龙2”号试航主要航行范围为东海海域。其间,“雪龙2”号项目组根据《极地科学考察破冰船航行试验大纲》,针对全船46个系统,约200台(套)的设备开展全面的功能性试验。其中电力推进系统、动力定位系统、振动噪声、水下辐射噪声和智能系统等8个项目是破冰船不同于一般船舶的核心项目。“雪龙2”号(见图5-1)历经16天东海航行试验,按计划顺利完成各项船舶性能、系统和设备功能测试后,于2019年6月15日返回上海。
图5-1 “雪龙2”号破冰船
“雪龙2”号隶属于自然资源部中国极地研究中心,由江南造船(集团)有限责任公司建造,中国船舶工业集团有限公司第七〇八研究所和芬兰阿克北极技术有限公司联合设计。“雪龙2”号结构强度满足PC3要求,具备双向破冰和全球航行能力,能满足无限航区要求,在极区大洋安全航行。同时,该船也是全球首艘获得智能船舶入级符号的破冰船,其入级符号包括了智能船体和智能机舱功能标志。“雪龙2”号具备的科考与破冰能力,使其跻身世界最先进的极地科考船之列。该船融合了国际新一代考察船的技术、功能需求和绿色环保理念,采用国际先进的艏艉双向破冰船型设计,具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力,能以2~3节的航速在冰厚(1.5±0.2)米雪的条件下连续破冰航行,并可实现极区原地360°自由转动。“雪龙2”号装备有国际先进的海洋调查和观测设备,能实现科考系统的高度集成和自洽,可在极地冰区海洋开展物理海洋、海洋化学、生物多样性调查等科学考察,进而成为我国开展极地海洋环境调查和科学研究的重要基础平台。
根据中国极地研究中心船舶管理处的公开资料,试航测试数据表明该船设计和建造非常成功,其安全性、操纵性和环境舒适性全面达到并优于建设目标要求,船舶主要性能指标均达到国际先进水平,主要表现在以下几个方面。
(一)空船重量、重心和浮态得到有效控制,凸显安全性和续航力
有效控制船舶空船重量、重心是保证船舶安全性能的重要措施。本船从设计到建造全过程严格进行重量控制,经实船验证,重量与重心位置比初设预估状态更好,充分体现了设计预估的准确性以及在建造过程中对设备、钢板公差、电缆托架、阻尼敷料、管系、铁舾件、舱室内装等重量和重心严格有效控制的成果,为更好调配船舶浮态、增加有效使用空间、提高装载能力、增强续航能力等奠定了基础。
(二)快速性和经济性指标优于规格书要求
“雪龙2”号经试航测定,单台发电机组运行时航速达到12.428节(设计目标值12节),两台发电机组运行时航速达到15.942节(设计要求值15节),四台发电机组运行时最大航速达到18.035节(设计预估值17.6节),快速性和经济性指标均优于规格书要求。
(三)机动性出色,操纵安全性和耐波性得到初步验证
“雪龙2”号经试航测定,航速15节、操双舵20°时,回转直径约为1.49倍船长,远远低于法规要求的5倍船长(5×122.5米),回转性能优良,机动性出色。海上停船试验也证明该船机动灵活,在15节的高航速下能在405秒内实现停船,惯性滑动距离约为1 256米;若需要紧急停船,可在105秒内实现停船,滑动距离约为3.5倍船长。本船在试航期间,船上横摇周期仪表和倾角显示横摇周期接近14.5~15.5秒,横摇和纵摇加速度较小,全面实现了该船耐波性指标。
(四)DP-2级动力定位能力实现,为科学考察奠定坚实基础
“雪龙2”号经试航测定,经船首两个隧道式侧推器,船尾两个大功率吊舱推进器的联合作用,能使船舶在四级海况(有义波高≤1.8米)、1.5节流实现定点定位。试验显示,本船的电站负荷在动力定位时有充足的储备,同时也进行了艏艉各损失一个推进器的定位测定,试验结果表明,本船配置的DP-2级动力定位系统具有较高的可靠性和冗余度,完全满足中国船级社和英国劳氏船级社对于DP-2级动力定位系统的要求。(www.daowen.com)
(五)无人机舱和智能机舱调试顺利
本次试验的监测内容涵盖柴油机、发电机、主推进器、侧推器等主要系统和设备。同时,进行燃油、压载水、舱底水系统的遥控操作,全船动力及液舱的信息监测报警试验。经试航期间的验证,本船自动化程度较高,无人机舱和智能机舱调试顺利,系统安全可靠,人机界面设计合理。
(六)减振降噪措施起到明显效果,生活环境舒适度全面提升
“雪龙2”号高度重视全船减振降噪的控制,通过设计和建造的层层把关,此次试航充分证实其效果。经振动噪声测定,在12节、15节航速和动力定位工况时,均完全达到并优于中国船级社和英国劳氏船级社COMF-2级舒适度要求。
全船共60个住舱,航速12节考核工况时,经实测,所有居住房间甚至还能达到中国船级社和英国劳氏船级社COMF-1级舒适度要求(≤49分贝)。全船噪声最低的舱室噪声仅32.8分贝;机舱集控室,噪声实测52.8分贝,大大低于船级社设定的最高舒适度COMF-1级标准中对机舱集控室70分贝的要求;所有实验室噪声均低于55分贝,周围露天甲板的噪声均低于65分贝。
振动测量的数据也同样显示了本船结构设计合理,未出现一处振动超标的现象。中国船级社和英国劳氏船级社对COMF-2级舒适度的重点舱室振动指标要求为3.5毫米/秒,试航期间振动实测数据均在0.1毫米/秒左右,“雪龙2”号振动数据远远优于规范要求。
此外,在试航期间,全船空调、通风管系运转良好,噪声低;室内温度调节灵活、降温效果明显,大大提升了本船舒适度水平。
(七)水下辐射噪声测量表明本船具备较好的噪声特性
在海试期间,专业水下辐射噪声测量人员采用是国家军用标准(GJB)进行检测,并与国际通用的ICES-209限值标准进行比对。结果表明,本船在低航速与高航速都能较好满足ICES-209限值标准,尤其是在500赫兹以下低频段远低于限值标准,没有明显的线谱对海洋生物造成影响;6节航速与11节航速时没有出现空化现象,1 000赫兹以上频段噪声远低于限值标准,对船上声学设备工作基本没有影响。
(八)科考调查系统进展顺利,为后续科考试航打下坚实基础
在此次试航中,“雪龙2”号、江南造船(集团)有限责任公司、设备服务商相关人员充分结合船舶试航各种工况,穿插进行了深水多波束系统、船载多普勒海流计(38 000赫兹和300 000赫兹)、超短基线系统、表层海水连续采集系统、表层海水观测系统、实验室大屏显示系统、科考信号分配和智能实验室系统等的调试工作。
经航行检验,各实验室布局合理,实验室内家具、内装的结构强度、固定形式均能够满足航行状态下船舶振动、摇摆等环境工况,为后续科考试航、科考设备固定调试提供了有力保障。实验室大屏显示系统调试成功。“雪龙2”号几十套科考设备的运行和数据采集的情况都能实现设备集中控制和监视,还能及时现场集中展示调查成果。通过连续多日的整理线缆、测试,科考系统的定位、姿态的信号链路基本打通,初步实现定位、姿态信号数据的统一共享分配,既有力保障了本次深水多波束系统、超短基线系统、表层海水连续采集和表层海水观测系统的调试,也为后续科考设备试航打下坚实基础。
2019年7月11日,“雪龙2”号在上海顺利交付。我国第一艘自主建造的破冰船经过21个月的建造和16天的常规航行试验,船舶主要性能指标均达到设计要求。7月23日,“雪龙2”号破冰船离开江南造船(集团)有限责任公司,驶回中国极地研究中心国内基地码头。这次航行由“雪龙2”号船员自主驾驶,这标志着“雪龙2”号船员已经具备独立操作这艘融合国际最新船舶技术的极地科学考察破冰船。[22]8月15日,“雪龙2”号破冰船从上海起航,奔赴我国南海海域执行试航任务。这次试航共35天,分为4个航段,主要目的是完成“雪龙2”号科考甲板支撑系统、走航观测设备、水下声学设备、拖曳观测系统、底质沉积调查取样系统、实验室系统和其他调查采样设备的性能测试,并对上述科考设备进行现场验收,开展船员独立操船技能训练。9月18日,“雪龙2”号破冰船完成南海试航各项任务后返回上海,试航的完成标志着“雪龙2”号破冰船正式开启南极考察活动的服役生涯。“雪龙2”号破冰船将与“雪龙”号破冰船一起担负起极地科考的任务,“双龙探极”格局正式形成。
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