高度集成科考系統 嚴格堅持綠色環保

雪龍2號,願你一路破冰前行

記者 劉詩瑤

2018年09月12日07:09  來源:人民網-人民日報
 
原標題:雪龍2號,願你一路破冰前行

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  從2016年12月20日完成第一塊鋼材點火切割,到2018年9月10日正式下水,首艘“中國造”極地科學考察破冰船“雪龍2”號的問世,不僅意味著“雙龍探極”格局的進一步形成,也標志著我國極地科考取得新的突破。承續極地求索的使命擔當、承載興海強國的光榮夢想,中國“雪龍”必將劈波斬浪,破冰前行。

  9月10日,我國第一艘自主建造的極地科學考察破冰船在上海下水,並正式命名為“雪龍2”號,這標志著我國極地考察現場保障和支撐能力取得新突破。

  雙向破冰設計,有利於拓展科考范圍

  雙向破冰,是“雪龍2”號的最大亮點。

  我國極地科考主要選擇在南北極海冰最少的夏季開展,但即便如此,部分極地海域仍常年冰封。我國現役極地考察船“雪龍”號破冰能力有限,已無法滿足極地科考需求。

  “‘雪龍2’號採用國際先進的船艏船艉雙向破冰船型設計,能以2節至3節的航速在冰厚1.5米+雪厚0.2米的環境中連續破冰航行,並具備全回轉電力推進功能和沖撞破冰能力,可實現極區海洋原地360度自由轉向,可突破極區20米當年冰冰脊,船舶機動能力大幅提升。”自然資源部中國極地研究中心極地海洋學研究室主任、破冰船建設工程部科考系統負責人何劍鋒說。

  所謂雙向破冰,是指船艏和船艉均可破冰。一般的破冰船是由船艏向前破冰,可一旦遇到較厚的冰脊需要轉向時,容易被冰脊卡住而難以突破。但“雪龍2”號卻不怕,因為它可以利用船艉來“啃這塊硬骨頭”。船艉的兩個大型吊艙推進器,能夠實現360度自由轉動,形成很強的冰層切削力,因此在多冰脊的海域,就可以讓船艉來進行破冰。船艉螺旋槳在海面下削冰並形成抽吸作用,可以把20米厚的當年冰冰脊一點點“掏空”。“船既能往前也能往后開,還能原地轉圈,新船駕駛室設計為360度視野,這種機動性和靈活性使船更能適應極地冰區環境。”何劍鋒說。

  這種破冰能力的突破將直接帶來極地科考作業模式的改變。首先將延長科考作業的時間窗口。目前國際上絕大多數基於考察船的極地科考工作是在極地的11月到次年3月之間進行,“雪龍2”號擁有更強的破冰能力和抗寒能力,就可以更早進入極地,更晚離開。其次將擴大科考作業的范圍,科學家可以選擇在以前無法設立站位的位置布放儀器,開展更充分的調查和研究。

  將成我國極地海洋調查與研究的重要平台

  “雪龍2”號還有許多過人之處。

  據自然資源部中國極地研究中心“雪龍2”號船船長趙炎平介紹,“雪龍2”號內部建造了一個大約160平方米的月池車間。在環境溫度過低的季節,科考人員就能在室內調試有關設備,確保人員和設備的安全。

  車間內的月池是方形的,貫穿各層甲板與海水相通。“當船在密集冰區時,盡管完成了破冰,仍然會有大量碎冰聚集在船身周圍,很難將科考設備通過船艉或舷外下放。此時可以通過月池下放儀器,避開冰層直達海中。海域環境過於惡劣時,這樣還能消除大風浪對設備和操作人員的安全威脅。”何劍鋒說,月池配備了加熱除冰裝置,確保在低溫環境下隨時都能融化冰塊。

  令人耳目一新的還有“雪龍2”號的動力定位系統。趙炎平說:“新船配置了先進的動力定位系統,能夠讓船停得更穩,這不僅具有安全意義,還能輔助科學考察的進行。”有的站點需要數小時的停船調查時間,如果沒有動力定位,作業過程中就容易因風浪和海流的影響偏離原位,產生觀測誤差。

  “雪龍2”號還裝備了國際先進的海洋調查和觀測設備,實現科考系統的高度集成,成為我國開展極地海洋調查與研究的重要基礎平台。科研人員可在船上開展極地海洋、海冰、大氣等環境的基礎綜合調查觀測,進行有關氣候變化的海洋環境綜合觀測取樣。新船基本具備“摸邊探底、潛力評估”的調查能力。

  “雪龍2”號還非常智能。在信息化上,“雪龍2”號配備了大量走航觀測設備,可在船舶航行過程中自動觀測氣象、海洋基礎環境和海底地形地貌等,提取主要參數數據,在互聯網上實現實時共享。同時,全船將實現無線網絡覆蓋,科考隊員無論在什麼位置,都可通過掌上電腦隨時掌握船位、氣象、設備運行狀態等信息。例如科考隊員可以隨時了解觀測設備在水中的位置,判斷回收時間,並提前在實驗室等候進行樣品分配。“在長期冰站作業期間,‘雪龍2’號能夠讓考察隊管理人員實時掌握人員動態,這對於科考安全至關重要。”何劍鋒說。

  未來有望“雙龍探極”,提高極地科考能力

  2016年12月20日,“雪龍2”號在江南造船集團切割車間完成第一塊鋼材點火切割,今年9月10日“雪龍2”號的下水,意味著新船船體建造完成且主要設備安裝到位。根據建造計劃,新船將於2019年上半年交付使用,執行我國極地考察任務。

  特別的是,“雪龍2”號的建造和裝修都堅持綠色環保的原則。不論煙囪排氣、污水和垃圾排放控制,還是空調、採暖實時調節,裝備小型化和材料輕質化的研制,以及環保無污染涂料的應用,都使新船足夠環保,以此保護極地純淨脆弱的生態環境。

  未來“雪龍2”號將如何發揮作用?

  我國目前已建成長城站、中山站、昆侖站、泰山站4座南極科考站和北極黃河站,也將在南極羅斯海沿岸建設中國第五座南極科考站,現有的“雪龍”號單船難以滿足快速增長的科考需求。因此,未來“雪龍2”號有望和“雪龍”號組成極地科考破冰船隊,共赴極地科考。

  趙炎平認為,“雪龍”號的后勤補給能力強大,將以后勤保障支撐為主,兼顧科學考察。而“雪龍2”號科學調查能力突出,將以極區海洋科考調查作業為主,還可為部分南極考察站提供適量的物資和油料。同時,“雪龍2”號的破冰能力和冰區操縱性能,也可為極地考察船舶提供作業支持和救援。

  何劍鋒說:“雙船作業的模式可以較為靈活。例如兩艘船一同出發到南極,再分別奔赴不同的地區進行科考作業或補給,這樣將極大提高我國極地科考的效率﹔也可以組成船隊,由‘雪龍2’號擔任前列船舶,進行破冰開道,‘雪龍’號緊隨其后,二者實現功能互補。若需要提前前往南極進行考察,鑒於‘雪龍’號的破冰能力有限,船隊作業可能是首選。”

  “雪龍2”號的命名人是自然資源部第二海洋研究所陳大可院士,他在命名詞中這樣寫道:“我命名你為‘雪龍2’號,願你:承續永恆的南極精神,滿載極地人和祖國的期許,承載起極地求索的使命與擔當,承載起興海強國的光榮與夢想,面向南北兩極,劈波斬浪,破冰前行,順利平安!”

(責編:任志慧、鄧楠)

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