新一代海洋科考船揭秘

本刊記者 崔 燕

2012年6月28日，由中船集團第708所為中科院海洋科學研究所設計、武昌船廠建造、入中國船級社（CCS）船級的“科學”號海洋科學綜合考察船順利交船。它的建成將顯著提升我國海洋綜合探測能力與研究水平，為我國海洋科學基礎研究和海洋高新技術研發，特別是深海及洋區的海洋基礎科學研究提供先進的海上移動實驗室和試驗平臺。

國家重大科技基礎設施

海洋科學綜合考察船是“十一五”期間國家重大科技基礎設施建設項目之一。2007年7月26日正式立項，總投資5.5021億元。2009年5月，項目通過公開招標正式確定中船集團第708所為設計單位。其實，708所中標，是順理成章之事。早在20世紀70年代，我國第一艘集通訊保障、海洋調查和氣象測量多功能于一身的大型遠洋綜合調查船“向陽紅10”號就是由該所張炳炎院士親自主持設計。如今30多年過去，新一代海洋科學綜合考察船依然由我國著名艦船工程專家、中國工程院院士張炳炎親自領銜，帶領708所科研團隊設計完成。

“科學”號完全擁有我國自主知識產權，集多學科、多功能、多技術手段為一體，滿足海洋科學多學科交叉研究需求的現代化海洋科學綜合考察船，具備全球航行能力，技術水平和考察能力達到國際海洋強國新建和在建綜合考察船同等水平。是我國未來10～20年海洋科學考察主力船之一，將與現有和將建的海洋科學考察船、專業調查船相互補充，逐步形成我國海洋探測調查的完整體系。

據了解，“科學”號總噸位為4711噸，總長99.6米，型寬17.8米，吃水5.6米，續航能力為15000海里，最快航速15節，可承載80人。船上采用國際先進的吊艙式電力推進裝置，配備了艏側推、動力定位及綜合導航定位系統，可實現在0～15節無級變速，在低速狀況原地360度回轉。操縱靈活、作業空間大，并設置減搖水艙，采用先進的減振降噪措施，整體上具備較高的適航性和耐波性。

“科學”號設計亮點

作為新一代海洋科學綜合考察船，除了要具備常規船舶的功能之外，還要特別具備“移動實驗室”的各種功能。

據了解，“科學”號考察船一次給養充足，能在海上待60天，比國外同類考察船多20天，增加了海洋考察的周期，延長船舶的作業時間。同時，續航力1.5萬海里，也較一般考察船多出三分之一。

按照設計，“科學”號考察船的抗風浪能力達到12級以上。由于船上裝有先進的可控被動式減搖水艙系統，即使風浪大時，也可以確保其乘坐的舒適性。

節能環保也是“科學”號的一大亮點，電力推進系統的配備，在多工況全年度營運中較傳統柴油驅動節能30%以上。采用電力推進后，機艙省去了人工加駁柴油等操作，成為“無人艙”，用電子監控掌握動向即可，出問題待自動報警后才需要人員上崗檢修。同時，船上眾多海洋勘測設備，也采用電子動力。例如，在海下打撈，往6000米的海水下放纜車，若是靠機械液壓“拖拽”，一次作業就要8個小時，用電子動力系統，4小時就能把纜車放入海中完成一個“來回”，節約了一半時間。

“科學”號上還首次配備了一個升降鰭板裝置，這個裝置能在海洋科考中大顯身手。據了解，當各種聲學傳感器探查海底狀態時，如果傳感器安裝在船底將受到水面氣泡和船體邊界層的影響。升降鰭板可伸出船底2.75米，附在其上的傳感器越過了波浪的影響層，探查精度能提高到99.6%。

除了以上這些動力設備以外，“科學”號的室內設計也別具一格。船上居住層高均滿足或超過規范要求，目前被分隔的一些房間，每間大約在20平方米上下，因此不顯得壓抑和局促。另外，為了讓漫長的海上航行顯得不那么枯燥，“科學”號上除了辦公室、會議室外，還配有休閑廳和閱覽室，讓隨船的科考人員在繁忙的工作之余，能夠享受放松和娛樂。

技術難題和關鍵技術

作為新一代海洋綜合考察船的“標桿”，“科學”號可謂“十八般兵器”樣樣齊全。附加的最新技術與裝備，必須確保船舶在海洋考察作業時能夠如魚得水。無疑，在設計過程中，這些設備的性能、穩定性以及協調性都需要設計人員精心地研究和試驗。

首先，綜合科考系統與船舶系統的優化布置技術。科考船的船體、動力、電氣等諸多專業因其特殊性均不同于常規船舶。此外，還有龐大的為探測實驗系統配套的操控支撐系統，包括甲板收放系統、起吊設備和其他輔助設備，以及船載探測系統、船載實驗系統和網絡信息系統等。

對于科考系統與船舶系統的綜合布置，從設計論證階段就需要對船舶將來所承載的任務使命、船載設備及安裝要求、實驗空間、模塊化功能和擴展化改裝等需求進行仔細的分類劃分、綜合布置和詳細論證。船舶系統作為探測實驗系統的平臺，掌握了系統相關之間的關聯關系和優化布置，就能較大地保證科考船科考作業的功能效果。

其次，船型分析和型線設計技術。船型主尺度論證和經濟性分析是針對船舶各項技術指標的反復論證和迭代運算，例如，排水量總噸位指標、航速阻力指標、續航力指標、科考作業面積指標、港口水深以及電站規模和布置條件、穩性核算情況等進行反復比較，進而找出具體的主尺度和船型系數。另外，由于科考船是大量科考設備和測量儀器的平臺，同時載有很多科學家和船員，因此科考船的線型設計除快速性外還應特別關注首部線型優化與聲學設備的匹配問題，以及本船的耐波性和適航性。

第三，減振降噪關鍵技術。“科學”號考察船的大量設備對振動和噪聲有嚴格要求。為了進一步提高船員的生活質量和工作環境，增加船舶的舒適性，在設計過程中，針對減振降噪采取了一系列專門措施，并取得顯著效果。

目前，“科學”號將繼續在武昌造船廠啟東基地完成最后的收尾工作，計劃進塢重新油漆后，于今年9月駛往青島，正式入列，參與國家的海上科考任務，為國家急需解決的海洋資源、能源、國防安全、減輕自然災害等重大海洋科技問題提供有利的技術支撐保障。