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专家解读我国科学考察船“实验1”号
添加时间:2009-6-16  来源:科技日报  点击:1938  
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专家解读我国科学考察船“实验1”号
停泊在三亚凤凰岛码头的中国科学院“实验1”号新型综合科学考察船
专家解读我国科学考察船“实验1”号
“实验1”号先进的动力定位实时显示屏

  ■ 新闻缘起

  我国目前最先进的综合科学考察船中国科学院“实验1”号,近日在海南三亚凤凰岛码头启程首航。

  “实验1”号科考船是我国第一艘2000吨级以上大型小水线面双体船。小水线面即船体与水面接触面积很小,这一设计可使船体的抗波浪性能优异,在7-8级风浪下仍能正常作业。同时,该船推进系统采用电力,具有良好的低噪声效果;采用国际最先进的动力定位技术,海上定点作业时,船体不会漂移。这一系列特性,为多学科的科学考察提供了良好的工作环境和综合考察平台。据了解,“实验1”号科考船由中科院声学所、南海海洋所、沈阳自动化所联合设计建造。

  日前,由中国科学院声学研究所、南海海洋研究所和沈阳自动化研究所联合建设的“实验1”号综合科考船首航三亚,其被各大媒体报道,受到各界广泛关注。

  那么,这条船作为海洋科学家期冀已久的实验平台,究竟有哪些先进的性能和突出特点呢?记者来到中国科学院声学研究所科考船建造办公室。办公室副主任刘宏伟向记者介绍了这条颇具神秘色彩的船。

  ——五大优势——

  风浪中航行不晕船

  “实验1”号是我国第一艘大型小水线面双体综合科考船。从整体外观看,它显得“方方正正”,不像常规船那样呈细长流线型,给人的感觉是庄严、巍峨,甚至几分神秘。而在这方正、简洁的外表下所包裹的是先进的设备和非同一般的性能。

  小水线面双体船,也称SWATH船。这种船的船体与水面交界处的截面积非常小,并普遍采用双体线型,具有较好的耐波性和稳定性。

  “实验1”号船下部是两个细长的椭圆型潜体,内部划分为各种液舱、设备舱,尾部是推进螺旋桨和舵。潜体上部与两段狭窄的支柱相连,在两段支柱上搭起26米宽的大平台。船水交界的地方,只有两段狭窄而细长的支柱部位,水线面非常小,主要靠潜体提供整个船的浮力。

  对常规船来说,当波浪涌起时,因船的水线面很大,被水一托,船体就容易随水起伏。“实验1”号的潜体在距水面6米附近,狭窄而细长的支柱将波浪对船体的作用降低许多。因此,在风浪中作业时,平稳性非常突出,让人不容易晕船,这是小水线面船的最大优点。

  恶劣海况下能作业

  普通的船在较大的波浪中(四级海况以上),就很难正常开展科考与实验工作。

  比如,科考中常见的各种投放、打捞作业,若海浪比较大(比如四级海况),在一般船上就很难实施了,因为设备有可能和船相撞,损坏了设备,也可能撞坏了船。

  又比如,目前海洋科考中普遍采用声学设备进行水下声遥感和遥测,其中有的设备安装于船底,有的设备以拖曳方式远离本船的噪声干扰来工作。如果作为安装和拖曳平台的船舶航行平稳,则接收信号的质量就比较好;如果船舶摇摆、起伏,则这些设备无法保持稳定的姿态和位置,接收信号质量就会变差,甚至无法工作。

  而对于“实验1”号科考船,要求其可以在六级海况下能够正常作业,这种抗恶劣海况的能力可明显增加其在海上航行和作业的时间。

  活动面积宽敞舒适

  “实验1”号长60.9米,宽26米,活动面积很大。

  由于采用双体船型,船体较宽,在实验室布置方面较为方便,可以布置通用干实验室、湿实验室和专用实验室等10余个,兼顾了海洋声学、海洋物理、海洋地质、生物和大气环境等多个学科和专业,最多可容纳45名科研人员同时开展工作。

  另外船上也可装置集装箱实验室。在船后部,宽敞的主甲板以及上甲板可以容纳更多的仪器和设备,方便装配和调试,从而可以在一个航次中安排多学科综合性考察,或进行较大规模的实验。

  减振降噪全船很安静

  一提到船,人们容易联想到隆隆作响的主机、微微震颤的甲板。过大的噪声和振动不仅影响船员和科考人员的工作与休息环境,甚至伤害他们的身体,而且干扰科考设备的使用。为此,在设计及建造过程中,“实验1”号注重对船进行减振降噪,如采用柴电交流变频推进系统,取消了齿轮箱和长的轴系;对柴电机组等振动源采用了减振浮筏双层隔振措施;对部分舱室壁面进行了隔声、隔振处理。这些措施使得“实验1”号的安静性较好,有利于科学家安心开展实验工作,有利于科考设备的使用。

  巡航耗油具有较好经济性

  通常,科考船的最大航速似乎不算很高,这除了科考与试验往往并不要求过高的航速这一原因外,更多的是来自经济原因。国际上科考船的巡航速度一般都在10节左右,最大航速一般约15节,SWATH船的最大航速由于其固有的水动力特点往往低于15节。

  我国已有3000吨级科考船的24小时巡航耗油量往往接近20吨,随着高油价时代的到来,“造得起、用不起”的矛盾越来越突出,船舶的经济性在规划和建设中受到普遍重视。“实验1”号船的巡航速度10节,最大航速达到15节,具有1—15节无级变速能力,续航力达8000海里,具有较好的经济性。

  ——强大功能——

  打造海洋研究的综合平台

  中国科学院副院长江绵恒曾在“实验1”号首航仪式上说,海洋不仅是影响全球气候变化及灾害形成的重要因素,也与人类赖以生存的能源、资源、环境息息相关。正如天文学研究离不开望远镜、高能物理研究离不开加速器,海洋研究也离不开科考船。

  “实验1”号是名副其实的综合科学考察船,可以把各种先进技术用在海洋科考上。譬如水声技术,电磁波在水下无法传播,声波是水中远距离传播的唯一形式,利用水声技术可以实现遥感遥测水温、水深、水流变化、海底地形地貌等各种信息,并具有测试速度快、覆盖面积大的优点。声学探测手段在海洋科考中不可或缺。随着各学科发展相互融合,水声科考与海洋考察的联系越来越紧密。

  “实验1”号可在近海、远洋进行水声、海洋物理、地质生物、海洋和大气环境等多学科和交叉学科的科学考察。根据不同专业的科考研究,“实验1”号可以在各实验室搭载各种专门的仪器设备,如沈阳自动化研究所,可以搭载他们的水下机器人设备,以集装箱方式安装到船上,很方便。

  目前科学考察的发展趋势,越来越倾向于全球联合,数据共享。尤其是在全球气候变化研究方面,很多问题不是在某个国家某个区域内就能研究明白,需要广大科研工作者在全球进行同步监测。有了科考船这个先进的载体,我们能够更方便地开展研究。

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