破冰的高科技

高峰

2016年底，我國第一艘自行建造的極地科學(xué)考察破冰船正式進(jìn)入建造階段。相比“雪龍”號極地考察船，新建破冰船的破冰能力和科考能力將得以顯著增強(qiáng)，特別是將極大提升在水體和海底的探測能力，成為我國認(rèn)識極地、利用極地和保護(hù)極地的重要支撐。

新船采用的是雙向破冰新技術(shù)，船艏、船艉均可破冰。船舶在冰區(qū)的操縱性能極大提高，可實(shí)現(xiàn)冰區(qū)快速掉頭、轉(zhuǎn)向，尤其是在南極近岸冰情復(fù)雜、水域狹窄的條件環(huán)境中，增強(qiáng)了船舶的安全性。該船建成后，將是世界上第一艘采用雙向破冰技術(shù)的極地調(diào)查船。

新船能夠滿足在兩極水域混有陳年冰的當(dāng)年海冰中作業(yè)，艏向和艉向能夠在1.5米厚層冰加20厘米積雪上，以2～3節(jié)的速度破冰航行，并可在夾雜著多年冰的水域航行。艏向航行具有沖撞破冰的能力，艉向航行時能確保在10～15米海冰脊（含4米堆積層加20厘米的雪層）中不被卡住。

耐波性是指船舶在風(fēng)浪等外力作用下，在出現(xiàn)搖蕩運(yùn)動以及砰擊、上浪、失速等現(xiàn)象時仍具有足夠的穩(wěn)性和船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并能保持一定的航速安全航行。新船在4級海況下，能滿足大型科考設(shè)備的定位收放要求；在6級風(fēng)、1.5節(jié)流條件下，能滿足漂泊調(diào)查作業(yè)要求。同時，新船還采用了被動可控式減搖水艙，以提高耐波性。

新船將配備國際先進(jìn)的極地海洋/大氣/海冰綜合環(huán)境、海洋地質(zhì)地球物理和海洋生物生態(tài)的大氣、水面和水下調(diào)查設(shè)備。在綜合環(huán)境調(diào)查方面，具備在與氣候變化密切相關(guān)的主要海洋和大氣綜合觀測取樣能力，成為極地海洋基礎(chǔ)研究綜合調(diào)查觀測平臺。在海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查方面，具備在極地海區(qū)季節(jié)性開展海洋地質(zhì)、海洋重力、磁力和地震調(diào)查作業(yè)能力，成為極地海底科學(xué)調(diào)查研究的工作平臺。在海洋生物、生態(tài)調(diào)查方面，具備海洋生物、生態(tài)調(diào)查和評估手段，成為極地海洋生物儲量調(diào)查的基本平臺。

南極的氣候條件和冰情變化較快，即使在同一天，上午和下午的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、海冰運(yùn)動都有較大變化。目前，“雪龍”船基本上選擇在有利的季節(jié)和時間下進(jìn)行考察。以科學(xué)調(diào)查為主要目的的新船將通過加強(qiáng)破冰脊的能力、提高機(jī)動性和動力定位能力，有效延長科學(xué)調(diào)查的時間窗口。

今后，新船將進(jìn)入比現(xiàn)在更靠近南極大陸的海域開展大洋科考作業(yè)，這也意味著它將面臨更冷的天氣和更多更厚的海冰。因此，新船設(shè)計十分重視低溫環(huán)境下作業(yè)的防護(hù)，例如，增強(qiáng)了室外作業(yè)通道的防滑處理、影響視線的窗戶和室外攝像頭的除冰防雨水功能等。

極地生態(tài)脆弱，新船在綠色設(shè)計方面也有諸多考慮。它創(chuàng)新性地選用了廢氣清洗設(shè)備，解決了破冰船排煙污染問題，是世界上第一艘采用最嚴(yán)苛環(huán)境保護(hù)技術(shù)的極地破冰調(diào)查船。從基本的高效節(jié)能船型開發(fā)，到低排放高效動力推進(jìn)裝置的應(yīng)用；從處理污油、污水和垃圾排放控制，到空調(diào)、采暖的實(shí)時調(diào)節(jié)；從對裝備小型化和材料輕質(zhì)化的研制，到環(huán)保無污染涂料的應(yīng)用，新船全方位地體現(xiàn)綠色理念，不僅能夠滿足新船的功能定位、航行性能和安全性要求，還可以節(jié)省資源和能源，滿足船舶全壽命期經(jīng)濟(jì)性和極區(qū)航行的環(huán)保要求。

新船采用了燃用輕質(zhì)柴油的全電力推進(jìn)系統(tǒng)，能滿足國際海事組織對氮氧化物的排放限值要求。另外，新船還增設(shè)了一套移動式液化天然氣發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，在極區(qū)進(jìn)行科學(xué)考察時可根據(jù)需要投入使用，以減少對環(huán)境的影響，并確保采樣的干凈度。此外，新船完全滿足極地規(guī)則對于燃油艙雙殼保護(hù)、垃圾處理、污油和污水排放等綠色環(huán)保要求。

全船計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用萬兆以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)萬兆主干、千兆到桌面（終端）。同時，新船將真正實(shí)現(xiàn)包括居住艙室在內(nèi)的全船WiFi覆蓋、擴(kuò)展到每個房間的收音廣播和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)以及智能多媒體調(diào)度（會議）系統(tǒng)，這將充分滿足科考作業(yè)和日常生活的需求。▲