文章來源：科技日報 發(fa)布時間：2020-07-11
7月11日(ri)(ri)，中國“航(hang)海(hai)日(ri)(ri)”，我國首艘自主制造的極(ji)(ji)地(di)科(ke)考船“雪龍2”號(hao)將交(jiao)付給自然資(zi)源部中國極(ji)(ji)地(di)研究中心，今年有望(wang)與“雪龍”號(hao)組成極(ji)(ji)地(di)科(ke)考破(po)冰船隊，編(bian)隊赴南北(bei)極(ji)(ji)進行科(ke)考和后勤(qin)補給，提高我國在極(ji)(ji)地(di)海(hai)冰區開展考察活動的能力。
“雪龍(long)2”號船(chuan)(chuan)長趙炎平告訴科(ke)技(ji)日報記者，相比“雪龍(long)”號，“雪龍(long)2”號最大(da)(da)特點是結(jie)構強度滿足PC3要(yao)求，雙向破冰(bing)(bing)，并(bing)且(qie)均具(ju)有以2—3節船(chuan)(chuan)速、連(lian)續(xu)破1.5米(mi)冰(bing)(bing)加0.2米(mi)積雪的能力，為(wei)國際極地主流的中(zhong)型(xing)破冰(bing)(bing)船(chuan)(chuan)型(xing)，且(qie)為(wei)全球第一艘采用(yong)船(chuan)(chuan)艏、船(chuan)(chuan)艉(wei)雙向破冰(bing)(bing)技(ji)術(shu)的極地科(ke)考(kao)破冰(bing)(bing)船(chuan)(chuan)。這意味著我國極地考(kao)察區(qu)域和(he)季節得到(dao)了極大(da)(da)拓展和(he)延長。
中西合璧 “搭檔”式聯合設計
受(shou)限于破冰能力，國(guo)際(ji)上絕大多數(shu)基(ji)于考察船(chuan)的極地科(ke)學考察工(gong)作，主要集(ji)中在(zai)夏季。但即使在(zai)夏季，他們(men)仍被阻擋在(zai)南(nan)極大陸(lu)外圍數(shu)十(shi)公(gong)里的陸(lu)緣冰區(qu)域，或北(bei)(bei)極點附近的北(bei)(bei)冰洋(yang)中心(xin)區(qu)。這也(ye)包括我國(guo)于1994年首航南(nan)極的“雪龍”號。
中(zhong)國(guo)(guo)需要(yao)一艘(sou)新的極地科考船，這一想法在2008年醞釀成熟。2009年6月，國(guo)(guo)務院(yuan)專題會議批準立項(xiang)，并確立“國(guo)(guo)內(nei)(nei)外(wai)聯合設(she)計、國(guo)(guo)內(nei)(nei)建造”的原(yuan)則，要(yao)求選擇國(guo)(guo)內(nei)(nei)和國(guo)(guo)外(wai)在破冰科考方面最(zui)強的設(she)計公司開展合作(zuo)。
“從構思、調研，到聯合設(she)計和(he)自主建造，對我們和(he)船東(dong)來說，就像(xiang)孕育一個(ge)新(xin)生(sheng)兒，毫無(wu)(wu)經驗懷胎十年，其中的迷茫、艱(jian)辛、喜悅難(nan)以用語言(yan)表達。”中船集團第七(qi)〇八研究所（以下簡稱七(qi)〇八所）研究員、“雪龍2”號總(zong)設(she)計師吳(wu)剛無(wu)(wu)限感慨(kai)。
此前(qian)，作為(wei)非極(ji)地國(guo)家，我(wo)國(guo)已做了很長時間的鋪(pu)墊工(gong)作。1978年(nian)，當時的第(di)六機(ji)械工(gong)業部第(di)七研究院第(di)七〇八研究所（七〇八所前(qian)身(shen)）的多名資深前(qian)輩，就開始(shi)搜集破(po)冰(bing)船的相關(guan)素材(cai)，并形成《國(guo)外破(po)冰(bing)型考(kao)察(cha)船資料匯集》。從(cong)1984年(nian)執行首次南(nan)極(ji)科考(kao)任務開始(shi)，我(wo)國(guo)也已積累了30多年(nian)的極(ji)地科考(kao)經驗。
“畢竟這是我(wo)國(guo)第一艘真正(zheng)意義(yi)上(shang)的(de)破冰船，難就難在這是我(wo)們沒走(zou)過的(de)一條路(lu)，船舶的(de)使(shi)用(yong)環境、年限要求(qiu)又特(te)別高(gao)，我(wo)們尋找一位(wei)同行者(zhe)，也是為了給(gei)這個(ge)重(zhong)大項目上(shang)一份‘雙保險(xian)’。”吳剛告訴記者(zhe)，“雪龍2”號(hao)的(de)基(ji)(ji)本設計(ji)(ji)(ji)由國(guo)外參與方(fang)阿克北極公司主導完成(cheng)，但基(ji)(ji)本設計(ji)(ji)(ji)中(zhong)的(de)敞水性能(neng)改(gai)(gai)進和科考設計(ji)(ji)(ji)部分、詳細設計(ji)(ji)(ji)、施工(gong)設計(ji)(ji)(ji)、建造(zao)工(gong)藝(yi)等均由國(guo)內(nei)設計(ji)(ji)(ji)院、船級(ji)社、船企等完成(cheng)。從對接、研討、改(gai)(gai)進到敲定(ding)方(fang)案，與外方(fang)幾輪(lun)交(jiao)流(liu)下來的(de)圖紙意見清(qing)單PCF就超過1000來份。
對(dui)于這(zhe)種中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)外(wai)合作方(fang)式，他(ta)特別強調說，這(zhe)次不(bu)是接(jie)力棒式的(de)(de)合作，也(ye)不(bu)是簡單(dan)地(di)買國外(wai)圖(tu)紙，中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)外(wai)雙(shuang)方(fang)是互相伴隨(sui)的(de)(de)高度融合的(de)(de)搭檔。在整個過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國極地(di)研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心、江南造(zao)船廠(chang)以及中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國船級社也(ye)做了大量工作，“雪龍2”號建成(cheng)后，將擁有雙(shuang)船級。
高精度 設備安裝誤差以毫米計算
重達13000噸(dun)的“雪龍2”號(hao)采用(yong)總(zong)段(duan)建造(zao)法，將船體分(fen)為131個(ge)分(fen)段(duan)，再將分(fen)段(duan)總(zong)組成11個(ge)總(zong)段(duan)，11個(ge)總(zong)段(duan)按照從艉向(xiang)艏(shou)、從下往上的順序進行合攏。
江(jiang)南造船(chuan)（集(ji)團）有限責任公司“雪(xue)龍2”號(hao)總工藝(yi)師(shi)趙振(zhen)華帶領團隊，通過(guo)(guo)(guo)構建(jian)數字(zi)樣船(chuan)，在生產設計(ji)(ji)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中逐步細(xi)化落實(shi)基本設計(ji)(ji)和詳細(xi)設計(ji)(ji)方(fang)案，并時刻跟進建(jian)造狀態(tai)，確保圖紙變(bian)為實(shi)物過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中無(wu)誤。
“基于公(gong)司現有的公(gong)務科(ke)考船型工(gong)藝技術體系，我們(men)從(cong)船型本(ben)身的固(gu)有特點著手，從(cong)極地破冰、大洋科(ke)考以及總體要求三個(ge)方面(mian)進(jin)行關鍵(jian)(jian)技術分解(jie)。”趙振華說(shuo)，經歷無數個(ge)不眠之夜，團(tuan)隊完成了17項關鍵(jian)(jian)技術研(yan)究(jiu)與應用，編制了7891份設計圖紙，撰(zhuan)寫了287份技術協議與70多份專(zhuan)項工(gong)藝材料。
“雪龍2”號(hao)全(quan)船管系達(da)22000余根、電纜敷設(she)480余公(gong)里、舾裝件(jian)84000余件(jian)、設(she)備總數達(da)到421臺套，重量重心控(kong)(kong)制難度極大。江南造船（集團）有(you)限責任公(gong)司成立重量重心控(kong)(kong)制小組(zu)，編制專項(xiang)控(kong)(kong)制方案(an)、實施細則以(yi)及(ji)超差處(chu)理程序，完成近20份(fen)控(kong)(kong)制文件(jian)編制，形成各個(ge)階(jie)段數據跟蹤表庫，對2400塊鋼板(ban)測(ce)厚，131個(ge)分(fen)段、200個(ge)主要設(she)備稱(cheng)重，以(yi)確(que)保(bao)“雪龍2”號(hao)重量重心指標(biao)得(de)到有(you)效控(kong)(kong)制。
為保(bao)證能穿透數(shu)米(mi)(mi)厚的(de)冰層，“雪龍2”號(hao)船(chuan)體使用(yong)了特(te)殊鋼材(cai)(cai)，外殼(ke)最厚的(de)地方(fang)達100毫(hao)米(mi)(mi)，比(bi)常規(gui)船(chuan)舶板(ban)材(cai)(cai)厚三至(zhi)五成(cheng)。要(yao)將外殼(ke)厚度(du)(du)大的(de)板(ban)材(cai)(cai)光(guang)滑折彎(wan)為曲面，十分(fen)考驗研發、設(she)(she)計、制作全流程的(de)技術水平(ping)。趙振華說，在“雪龍2”號(hao)制造過程中，團隊采用(yong)國內(nei)(nei)首套三維數(shu)控彎(wan)板(ban)技術，將以(yi)往(wang)工(gong)人需要(yao)幾天才(cai)能加工(gong)成(cheng)形的(de)彎(wan)板(ban)，在3個小時內(nei)(nei)折彎(wan)設(she)(she)計成(cheng)型。在制作環節，從細節著手提高焊接質量和安裝精度(du)(du)，比(bi)如(ru)在進行10米(mi)(mi)長(chang)全海深多波束(shu)底座裝焊時，平(ping)面度(du)(du)控制在2毫(hao)米(mi)(mi)范圍內(nei)(nei)。
值(zhi)得一(yi)提(ti)的是，“雪龍(long)2”號的船(chuan)體和設備上，共安裝設置了7000多個智能感應點，智能機艙能通過傳感器等設備進行船(chuan)體全壽命監測，智能船(chuan)體可以自(zi)動進行“健(jian)康體檢”，并收(shou)集船(chuan)體鋼板與(yu)冰面的摩擦數據，吳剛說，這將為今后(hou)設計制(zhi)造新船(chuan)型提(ti)供參(can)考。（記(ji)者 陳(chen) 瑜）
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