理论教育 中国极地科考破冰船雪龙2号成功下水

中国极地科考破冰船雪龙2号成功下水

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:2017年,“雪龙”船穿越中央航道,又首航西北航道,完成了北极三大航道的航行。2018年9月10日,这艘我国自主建造的极地科学考察破冰船在上海下水,被命名为“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。当天,自然资源部党组成员、国家海洋局局长王宏在“雪龙2”号极地科考破冰船下水暨命名仪式上说。

中国极地科考破冰船雪龙2号成功下水

在多年的极地考察中,“雪龙”船开创了许多纪录。在北极,“雪龙”开辟了三大航道;在南极,创造了中国航海新纪录,到达南纬77°35′地区。

2012年,“雪龙”船穿越东北航道。2017年,“雪龙”船穿越中央航道,又首航西北航道,完成了北极三大航道的航行。

“雪龙”船于2017年进入北极圈(吴琼 摄)

北极航道的开通对我国意义重大。海运承担了我国90%以上的国际贸易运输,我国外贸主要有8条海运远洋航线。北极航道顺利开通,使我国现有东、西向两条主干远洋航线上增加两条更为便捷的到达欧洲和北美洲的航线,不仅能减少海上运输成本,还能降低和分担途经马六甲海峡、巴拿马运河、索马里海域和苏伊士运河等高政治敏感区所带来的风险,还有利于开辟我国新的海外资源能源采购地。

第八次北极考察队队员合影庆祝首次穿越西北航道(吴琼 摄)

利用北极航道,我国沿海诸港到北美东岸的航程约比走巴拿马运河的传统航线节省2000~3500海里;到欧洲各港口的航程更是大大缩短,上海以北港口到欧洲西部、北海、波罗的海等港口比传统航线航程短25%~55%,将大大拉近我国与欧洲、北美等市场的距离。

海洋地质箱式取样作业

2014年12月30日,“雪龙”船到达东经165° 34′、南纬77°35′地区,创造了我国船舶向南航行纬度最高纪录,成为我国航海史上到达地球最南纬度的船只。中国第31次南极考察队在附近海域开展了海洋地质箱式取样作业,获取了750米深的海底泥样。这也是中国极地大洋科考作业到达的最南纬度。通过对悬浮体、表层沉积物和柱状沉积物样品的分析,科学家为阐明研究区现代沉积环境及晚第四纪古环境、古气候、古海洋学等演变规律,并重点关注古气候、古冰川与南极底层水演化记录等持续奋斗着。

光阴似箭。20多年过去,“雪龙”船南征北战,在船体船型、动力系统、破冰能力、科考功能等方面,与国外先进的极地考察破冰船技术和完备的科学考察设备系统相比,还存在着较为明显的差距。再造一艘破冰能力强、科考手段丰富的破冰船,成为国之所需。

“雪龙”号

夙愿在2011年有了回应。这一年,我国新建破冰船通过国家发改委批复立项。5年后,随着第一块钢材在上海江南造船厂车间点火切割,我国第一艘自主建造的极地考察破冰船开建。

大国重器不容瑕疵,建造工艺分毫不差。钢板平不平?焊接牢不牢?摸温度、闻气味、看颜色……建造过程中,“望、闻、问、切”齐上阵。

2018年9月10日,这艘我国自主建造的极地科学考察破冰船在上海下水,被命名为“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。

“这艘船的下水,预示着我们期盼了多年的‘迎雪破冰、双龙探极’的时代即将到来。”当天,自然资源部党组成员、国家海洋局局长王宏在“雪龙2”号极地科考破冰船下水暨命名仪式上说。

“雪龙2”号极地科学考察破冰船在上海下水

“雪龙2”号极地科学考察破冰船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708研究所设计、江南造船(集团)有限责任公司承担建造。船舶设计船长122.5米,船宽22.3米,吃水7.85米,吃水排水量约13990吨,航速12~15节,续航力2万海里,自持力60天,载员90人,能以2~3节的航速在“1.5米冰加0.2米积雪”的环境中连续破冰航行。

极地考察破冰船是在极地恶劣环境中考察作业的特种船舶,设计和建造都有很高的技术要求,在我国造船史上属于空白。“雪龙2”号采用与国外合作设计、国内建造的模式,既引进和消化了国外先进的破冰船设计理念、技术和经验,又掌握了建造技术、工艺和标准,还大幅提高了我国船舶工业的核心技术竞争能力。

“国际一流、国内领先”是新船建造的目标定位。江南造船厂“雪龙2”号建造项目总负责人张申宁确定了更高的目标:“国际一流、中国第一。”

针对建造特点及难点,船厂编制了17项攻关项目,协同中国极地中心开展了全回转吊舱、重量重心控制、智能船舶等多项关键技术研究及应用。

新船建造的管理模式突出“大团队”。船东、设计院所、江南造船厂、中国船级社、英国劳氏船级社、检验机构的60余人都参与其中。从设计、采购到生产计划等,每个环节共同参与研究,既保证了船舶质量、进度,又满足了船检规范要求,减少了后期的修改和返工,大大节约了时间与资金投入。

2018年夏季是新船建造的关键期,为了保证按计划顺利下水,团队所有人员放弃了高温假,完成了114个分段制作以及11个船体总段合拢。8月4日全船贯通,全船无损探伤检测等各项指标一次合格率达97%,船舶舾装率达到73%,全船92%的设备安装结束,45个液舱密性全部完成,达到完整性出坞状态,生产状态整体可控。

在建造过程中,船厂始终精益求精,使用的钢板、焊丝等关键材料均是全球最优。这对工人的焊接工艺提出了更高要求,分段之间的拼接误差必须控制在2~3毫米。为装载航空煤油、应对极地严酷自然环境,新船采用了双向不锈钢施工、低温特种油漆涂装等舾装工艺,一流的建造技术确保了先进设计理念的“落地”。

建造中的“雪龙2”号船

“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,采用国际先进的船艏、船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,可实现极区原地360°自由转动,可突破极区20米当年冰冰脊,船舶机动能力大幅提升。

装备了国际先进的海洋调查和观测设备,实现科考系统的高度集成和自洽,“雪龙2”号船成为我国开展极地海洋环境与资源研究的重要基础平台。科研人员可在船上开展极地海洋、海冰、大气等环境基础综合调查观测,进行有关气候变化的海洋环境综合观测取样,在极地冰区海洋开展海底地形、生物资源调查。新船基本具备“摸边探底、潜力评估”的调查能力。(www.daowen.com)

具体来说,“雪龙2”号有如下特点:

双向破冰。“雪龙2”号极地考察船采用两台7.5兆瓦(MW)破冰型吊舱推进器,是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,且双向破冰均具有以2~3节船速连续破“1.5米冰加0.2米积雪”的能力。双向破冰主要提高了破冰船在冰区的灵活性和作业效率。传统的破冰船在冰区掉头时费时费力,而双向破冰可直接省去掉头过程。

船艏“破冰艏”

功能强大。“雪龙2”号极地考察船具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力,可实现在极区原地360度范围内的自由转动。“雪龙2”号极地考察船的艉向破冰技术还能利用吊舱推进器把海冰推向两侧,能够实现在20米当年冰冰脊(含4米堆积层)加0.2米雪层中不被卡住。这些性能大幅度提升了船舶的机动能力,能满足全球无限航区航行的需求。

稳如泰山。对于极地科考船来说,如果在海上可以长时间将船体位置固定,将会大大有助于考察。为此,“雪龙2”号配备了两套动力定位系统。定位时,船上的电力推进器、艏艉侧推协调配合,船艏根据海上风向和海水流向选择合适角度,使船体“稳如泰山”。这一技术的使用,使“雪龙2”号在4级海况下可满足大型科考设备的定位收放要求,在6级风、1.5节流时仍能满足漂泊调查作业要求。

科考能力强。“雪龙2”号搭载了“十八般兵器”,是一艘具有国际先进水平的极地科考破冰船。该船配备有深水和中浅水多波束系统、深海浅地层剖面仪、生物储量评估回声积分仪系统、水下全方位声呐、超短基线、万米测深仪等声学设备,能满足海底精细化测量和渔业资源探测要求。在艏部船底的箱型龙骨设计,确保了声学换能器免受气泡和碎水的影响,同时保证了船舶航行的经济性。船艏科学桅杆设有6平方米平台,用于大气科学观测采样。艏部甲板上设有10个标准集装箱位,可供冷藏集装箱和集装箱实验室安装固定。船舯设有160平方米的作业月池车间,其顶部设有1台具回转和伸缩变幅功能的温盐深仪(CTD)/行车综合吊,可满足设备转运、舷外水文生物和温盐深仪(CTD)作业等需求;车间内同时设有一个边长3.2米的方形月池及温盐深仪(CTD)收放系统,用于在完全冰区或恶劣海况下科考作业。

“雪龙2号”船上的月池车间

节能环保。“雪龙2”号采用环保设计,除满足最新极地规则中的防污染要求外,船舶发电机组排气管均装有能降低氧化物排放的SCR装置,优于国际海事组织最严格的环保要求。

2019年5月31日下午,随着清脆的汽笛声,“雪龙2”号极地科学考察破冰船按照原定的建造计划,开启船舶航行试验。

试航是船舶建造中最关键的一个节点,由江南造船(集团)有限责任公司组织,自然资源部中国极地研究中心、中国船级社、英国劳氏船级社、中国船舶工业(集团)公司第708研究所、上海双希海事发展有限公司和相关设备厂商等单位共236人随船试验。

“雪龙2”号在试航

15天驰骋东海,“雪龙2”号46个系统、约200台套的设备接受了全面的功能性试验,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个项目通过专项试验考核。

“雪龙2”号乘风破浪,新建破冰船建设工程部副总指挥王建忠激动不已:“‘雪龙2’号不是一条普通的船,它承载和积淀着几代人的梦想和实践、理想和奋斗,将极大提升我国极地科学考察的现场保障和支撑能力,开启我国极地科考新时代。”

2019年7月11日,中国迎来了第15个航海日。这一天,“雪龙2”号在上海交付使用,人们期盼多年的“迎雪破冰、双龙探极”极地科考新时代来了。

“双龙”汇合

海纳上下五千年,极至纵横八万里。

许多人感慨“雪龙2”号的建成。自然资源部一位官员触景生情:“‘长城’‘中山’‘昆仑’‘黄河’‘泰山’‘雪龙’都是我国极地事业发展进程中的标志性符号,与它们一样,我们自主建造的‘雪龙2’号即将掀开我国极地事业发展的新篇章,‘双龙’探极更显大国风范。”

“雪龙2”号

2019年10月14日,红船身、白船顶的“雪龙2”号停靠在深圳蛇口码头

这一年,中国海洋经济博览会首次在深圳举办。作为其中一项亮点活动,“雪龙2”号首次向公众开放。一天半1200个免费参观名额,以报名预约形式迅速报满。登船的人们参观驾驶台、实验室、住宿间,观看实验仪器、直升机,与新船合影,和科学家交流……神秘和好奇让人们对这艘极地破冰船恋恋不舍。

第二天,“雪龙2”号启航远征南极,揭开了我国“双龙探极”的序幕,开启了我国极地考察的新篇章。

2020年4月23日,中国第36次南极考察队分别乘坐“雪龙”号和“雪龙2”号返回上海。历时198天,两船行程共7万余海里的首次“双龙探极”圆满完成。

这次“双龙探极”,科考人员分组执行了“海陆空”全方位科学考察。在顺利完成的62项既定任务中,“雪龙2”为“雪龙”破冰开路、寻找卸货点任务,执行宇航员海综合观测调查。经过37个日夜,航行5000余海里,“雪龙2”完成了涵盖物理海洋观测、海洋化学监测、海洋生态监测、地质环境调查、地球物理调查和极地海洋微塑料调查,成功获取中国南极科考史上“最长柱状沉积物”——18.36米南极海域底层沉积物。全新科考设备在极区海洋调查完成了各种测试和磨合。

中国第36次南极考察队首席科学家何剑锋感慨地说,“雪龙2”配备的先进科考装备有助于获得更多珍贵样品,对深入研究冰—海—气—生相互作用、揭示南大洋与气候变化、南极海冰与生态系统、南极底层水形成等科学问题具有重要意义。

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