“雪龍2”號的使命

本刊記者 胥苗苗

2016年底，由中國自主建造的首艘破冰船“雪龍2”號極地考察船在江南造船（集團）舉行開工點火儀式。

極地科學(xué)考察破冰船“雪龍2”號效果圖

近日，我國首制極地科學(xué)考察破冰船“雪龍2”號在江南造船正式入塢建造，“雪龍2”號的設(shè)計和建造符合最新規(guī)范要求，各項性能指標(biāo)處于世界前列?！把?”號將于2018年8～9月下水，2019年交付使用，該船交付后將與“雪龍”號組成極地考察船隊，極大提升我國在極地海洋區(qū)域的綜合考察能力。

中國極地科考船的新標(biāo)桿

在中國龐大的科考船隊中，最著名的莫過于“雪龍”號極地科考船，她是中國第三代極地破冰船和科學(xué)考察船，是中國最大的極地考察船，也是中國唯一能在極地破冰前行的船只。該船是烏克蘭赫爾松船廠在1993年3月25日完成建造的一艘維他斯·白令級破冰船，1993年中國從烏克蘭進口后按照中國需求進行改造而成。“雪龍”號耐寒，能以1.5節(jié)航速連續(xù)沖破1.2米厚的冰層（含0.2米雪）。自1994年10月首次執(zhí)行南極科考和物資補給運輸，“雪龍”號已先后34次赴南極，足跡遍布五大洋，創(chuàng)下了中國航海史上多項新紀(jì)錄，可謂中國極地科考的急先鋒。

2016年底，由中國自主建造的首艘破冰船“雪龍2”號極地考察船在江南造船（集團）舉行開工點火儀式，2017年9月26日，“雪龍2”號開始連續(xù)建造。據(jù)中船集團708所極地科考船總設(shè)計師吳剛介紹，相較于“雪龍”號，“雪龍2”號的能力更強，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。一是其為全球第一艘符合國際最新規(guī)則的極地科考船；二是安全性高，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有很強的防寒能力，也很環(huán)保；三是破冰能力強，達(dá)到PC3級，能在1.5米厚度冰、0.2米厚度雪的海況下，以2～3節(jié)航速連續(xù)破冰行駛。而且，它采用雙向破冰設(shè)計。在遇到很難“拱”的冰脊時，船體可以轉(zhuǎn)動180度，讓船尾變成船頭。尾部的螺旋槳能在海面下削冰，把10多米高的冰脊“掏空”，從而突出重圍；四是智能化，擁有智能機艙，便于飛機在甲板上起降；能通過傳感器等設(shè)備進行船體全壽命監(jiān)測，如與冰面刮擦后，能自動預(yù)警。

據(jù)悉，“雪龍2”號由國內(nèi)設(shè)計院、船級社、船企負(fù)責(zé)詳細(xì)設(shè)計、施工設(shè)計、建造工藝等的優(yōu)化、審核。經(jīng)過各方共同努力，不斷優(yōu)化與細(xì)化設(shè)計，完成了詳細(xì)設(shè)計和審圖、建造工藝制定、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、科考設(shè)備采購等各項準(zhǔn)備工作。新建極地破冰船被分解為114個分段分別建造，然后合成11個大分段，最終合攏拼裝。同時，為了最大程度提高效率，項目采用資源管理系統(tǒng)，對項目預(yù)算、采購程序、合同管理、經(jīng)費使用等進行全方位管控，特別是采用電腦建模方式，先根據(jù)基本設(shè)計圖紙完成全船建模，然后根據(jù)詳細(xì)設(shè)計進行修改，盡量提前解決連續(xù)建造階段可能遇到的各種工藝問題，減少浪費和返工，建造速度大大加快。可以看出，“雪龍2”號的設(shè)備將更加先進，更好地滿足極地科考的需求。“雪龍2”號預(yù)計將于2018年8～9月下水；2019年交付使用，2019年7月駛往北冰洋，執(zhí)行北極科考任務(wù)。

中國極地標(biāo)準(zhǔn)日益完善

極地開拓離不開先進的極地科考船，而極地科考船舶的建造則離不開相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范引領(lǐng)，CCS在極地科考船舶建造規(guī)范技術(shù)引領(lǐng)方面扮演著重要的角色。

依托系列極地航行實踐，中國船級社（CCS）在現(xiàn)有的冰級規(guī)范基礎(chǔ)上，制定并頒布了我國極地船舶及其航行的技術(shù)和操作規(guī)范和指南，建立了完整的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，在加快我國極地裝備自主創(chuàng)新研發(fā)進程、降低對國外技術(shù)依賴，提高自主研發(fā)水平、搶占國際極地船市場訂單等方面做出了積極的努力。據(jù)CCS上海規(guī)范所副所長鐘晨康介紹，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，2016年3月CCS率先發(fā)布和出版極地船舶設(shè)計、建造、操作、檢驗與發(fā)證的指導(dǎo)性文件《極地船舶指南》，系統(tǒng)全面地理解和實施IMO目標(biāo)型《極地規(guī)則》、中國船級社的船舶冰級規(guī)范和防寒規(guī)范，為基于風(fēng)險的極地船舶設(shè)計、建造和航行管理提供有力指導(dǎo)。同年12月，CCS制定了《低氣溫環(huán)境下操作船舶的補充規(guī)定》，提出了暴露于低溫（最低日均低溫低于-10℃）環(huán)境的船體結(jié)構(gòu)和機械設(shè)備材料、起居和工作艙室、液艙、甲板設(shè)備和系統(tǒng)、甲板工作區(qū)域和脫線通道、救生和消防安全設(shè)備和系統(tǒng)、航行設(shè)備等方面的防寒措施的技術(shù)要求，該技術(shù)要求納入中國船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》2016修改通報第8篇第23章，既提供了我國IMO極地規(guī)則履約的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，又填補了國內(nèi)低溫環(huán)境操作船舶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)空白。同時，2016年12月27日，結(jié)合“永盛”輪北極試航項目成功經(jīng)驗和“雪龍”號長期在南北極進行科考獲得的實踐經(jīng)驗，CCS與中遠(yuǎn)海運集團聯(lián)合發(fā)布全球首部符合極地規(guī)則要求的《極地水域操作手冊編制指南》。該指南不僅可用作特定船舶極地水域操作手冊（PWOM）編制范本，也是有用的船員培訓(xùn)教材和驗船師實施符合性和適宜性驗證的依據(jù)。指南的發(fā)布對于中國航運業(yè)履行《極地規(guī)則》、推動北極航運具有良好的指導(dǎo)意義。今年6月1日，CCS還發(fā)布了《冰區(qū)操作船體監(jiān)測與輔助決策系統(tǒng)指南》。該指南將應(yīng)用于我國首艘新建極地科考破冰船（PC3）的冰區(qū)航行監(jiān)測系統(tǒng)。

在技術(shù)方面，早在2013年1月1日，CCS就 開 發(fā) 和 發(fā) 布 了COMPASS-極地船船體結(jié)構(gòu)和螺旋槳強度校核軟件。該軟件已成功應(yīng)用于新建極地科考船的審圖入級和極地多用途集裝箱船、極地自破冰科學(xué)考察船等極地船基本設(shè)計認(rèn)可。此外，CCS還積極研究極地救生設(shè)備設(shè)計、認(rèn)可和試驗方法。通過極地服務(wù)溫度（PST）為-35℃的極地救生設(shè)備低溫試驗，解決極地航行船舶救生設(shè)備選配、設(shè)計和驗證技術(shù)方案，也為其他船上設(shè)備保持低溫下運行功能提供技術(shù)路線。基于冰水池模型試驗方法，CCS采用首部先行和尾部先行兩種冰區(qū)作業(yè)模式，研究冰級規(guī)范中船體區(qū)因子確定方法。該成果已在我國“雪龍2”號極地船型審圖過程中獲得應(yīng)用，對于進一步驗證該船的船體區(qū)加強范圍、船體區(qū)因子取值方法等具有關(guān)鍵指導(dǎo)價值。

在“雪龍2”號的建造過程中，根據(jù)極地船舶艙室多、要求高、機艙空間狹小，系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備布置難度大且復(fù)雜等特點，CCS通過與船廠合作攻關(guān)，在生產(chǎn)設(shè)計控制和現(xiàn)場檢驗對每個環(huán)節(jié)都進行了重點監(jiān)控。通過嚴(yán)格地控制，總結(jié)現(xiàn)場檢驗的經(jīng)驗，在冰區(qū)結(jié)構(gòu)建造控制、低溫鋼/高強度鋼焊接控制、減振降噪控制、重量重心控制、薄板結(jié)構(gòu)建造控制變形、電力推進基座安裝平面控制、動力定位現(xiàn)場檢驗等各個方面按照公約規(guī)范要求首次形成了CCS極地科考船的現(xiàn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)，全面提升了CCS極地科考船舶領(lǐng)域的建造檢驗?zāi)芰Α?/p>

CCS全力護航“冰上絲綢之路”

近年來，國際極地形勢正在發(fā)生快速和深刻的變化，極地主權(quán)主張、資源開發(fā)利用和應(yīng)對氣候變化等成為普遍關(guān)注的熱點問題。相關(guān)國家紛紛強化極地戰(zhàn)略，加大投入，以圖取得極地戰(zhàn)略主動權(quán)，這一態(tài)勢在兩極海洋區(qū)域尤為明顯。

目前，面向全球氣候和環(huán)境變化的極地海洋科學(xué)研究已成為一個與人類生活和社會發(fā)展息息相關(guān)的研究領(lǐng)域，成為人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)和科學(xué)保障，而極地海洋探測技術(shù)是人類認(rèn)識、研究和開發(fā)利用極地海洋的技術(shù)支撐和條件保障。由于極地海洋成為極地事務(wù)關(guān)注的焦點地區(qū)，各國紛紛建造適于極地海洋冰區(qū)航行和調(diào)查作業(yè)的船舶，特別是提高破冰能力，設(shè)計和建造新一代考察破冰船，更新和改造老船隊。

中國政府高度重視極地科考事業(yè)，已經(jīng)開展了34次南極科考以及8次北極科考，并先后發(fā)布了關(guān)于南北極政策的白皮書。2017年7月4日，習(xí)近平總書記在莫斯科會見俄羅斯總理梅德韋杰夫的時候正式提出：“要開展北極航道合作，共同打造‘冰上絲綢之路’。”“冰上絲綢之路”概念的提出引起了世界的高度關(guān)注。在極地科考裝備政策層面，去年12月，國務(wù)院辦公廳公開發(fā)布了關(guān)于推動國防科技工業(yè)軍民融合深度發(fā)展的意見，其中明確提出，要積極研發(fā)高等級專業(yè)破冰船、極地自破冰科學(xué)考察船、極地救助船、極地半潛運輸船、極地資源勘探船及極地專用核心配套設(shè)備、材料等，支撐海洋領(lǐng)域重大工程。同時，我國國家海洋局已經(jīng)規(guī)劃拓展兩極海洋戰(zhàn)略空間，大幅度加強北冰洋、南大洋綜合考察，并將極地環(huán)境和資源調(diào)查作為極地考察重點任務(wù)。

極地開拓，裝備先行，標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)。據(jù)中船集團708所極地科考船總設(shè)計師吳剛介紹，具備全年和多種功能的重型極地破冰船建造是我國極地科考船未來發(fā)展方向。與現(xiàn)有的船型相比，新一代重型極地科考破冰船在破冰以及防寒能力方面性能突出。按照初步設(shè)想，新型號可以在冰蓋厚度接近3米的海面上持續(xù)破冰前行，還可以在零下45度的極寒條件下長時間工作，因此完全具備在南、北極地區(qū)執(zhí)行長時間駐留任務(wù)，使得中國能夠?qū)崿F(xiàn)在海洋領(lǐng)域建設(shè)全球觀測網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)。未來新船建成后，將主要執(zhí)行破冰護航、長期科考以及應(yīng)急救援這三大主要任務(wù)。與此同時，從國外新服役或新建的海洋科考船的發(fā)展趨勢來看，大都已經(jīng)裝備無人深潛器，并應(yīng)用最新計算機和人工智能技術(shù)，智能化程度高，布放之后可獨立在水下執(zhí)行探測和識別水下目標(biāo)，能夠取樣或完成各種人力無法勝任的水下環(huán)境和目標(biāo)數(shù)據(jù)采集工作。如印度“Sagar Nidhi”號、美國的“Neil Arm-strong”號、澳大利亞的“Investigator”號 ，以及英國“James Cook”號、“Discovery”號等。

作為一個海陸并進的國家，中國應(yīng)該在海洋科考船上有更多的投入，以便在海洋科考領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。近年來在海洋、極地科考領(lǐng)域，中國取得了許多舉世矚目的成就，而在建的眾多先進科考、極地船舶則會使中國向成為海洋強國的目標(biāo)更進一步。下一步，CCS還將依托工信部項目參與重型極地破冰船關(guān)鍵技術(shù)研究，研究開發(fā)極地專用破冰船的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及低溫環(huán)境下設(shè)備和系統(tǒng)性能、試驗和認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)以及現(xiàn)場檢驗等方面全面發(fā)力，進一步提升極地科考船舶的技術(shù)和服務(wù)能力，更好地為我國“冰上絲綢之路”、海洋強國戰(zhàn)略貢獻(xiàn)力量。