極地冰?！皞魉烷T”

何劍鋒 陳清滿

即便在夏季，南北極海域也存在大量海冰。海冰會(huì)阻礙舷側(cè)下放科考設(shè)備。如2014年3月，中國(guó)第30次南極考察期間，雪龍?zhí)栐谄绽锲潪吃庥鰢?yán)重冰情，導(dǎo)致大部分站位無(wú)法按計(jì)劃開(kāi)展科考作業(yè)。

所以，雪龍2號(hào)在設(shè)計(jì)階段，科研人員決心要給新船配備一套月池系統(tǒng)，以確保在資料最為匱乏的極地密集冰區(qū)開(kāi)展科考作業(yè)，獲取更廣海域和更長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)查數(shù)據(jù)。月池系統(tǒng)為海洋鉆井平臺(tái)、鉆探船和潛水支援船、海洋科考船和水下勘探船都能配備的一個(gè)位于平臺(tái)（船體）內(nèi)部的通海通道，分完全位于海面之上、位于海面（雪龍2號(hào)）和完全位于海面之下等幾種類型。

月池系統(tǒng)通常不配備月池井道底蓋，或僅配備非水密底蓋。雪龍2號(hào)月池創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)為頂蓋風(fēng)雨密、底蓋水壓密，確保非使用期間月池內(nèi)部的干燥。雪龍2號(hào)也因此成為國(guó)際上首艘配備了干月池的極地科考破冰船。

研發(fā)極地科考破冰船月池系統(tǒng)在國(guó)際上是一個(gè)全新的課題。船體中間大口徑月池的存在會(huì)影響船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)性，因而也只有少數(shù)科考船配備有大口徑月池。雪龍2號(hào)月池體系凈開(kāi)口尺寸為3.2米×3.2米。月池系統(tǒng)從上往下共貫穿艏樓甲板、主甲板、二甲板、平臺(tái)甲板和艙頂甲板（雙層船底殼）5層甲板。

月池井道貫穿甲板示意圖

月池井道從主甲板往下一直貫穿4層甲板到船底，用于密集浮冰區(qū)內(nèi)投放和回收溫鹽深剖面儀、浮游生物網(wǎng)、小型水下機(jī)器人等科考裝備。

雪龍2號(hào)的月池系統(tǒng)由井蓋、井道、滑車、動(dòng)力操控和其他輔助系統(tǒng)等構(gòu)成。設(shè)計(jì)結(jié)合了中國(guó)多年極地考察經(jīng)驗(yàn)，充分考慮冰區(qū)作業(yè)特點(diǎn)，創(chuàng)新性地采用水壓密月池底蓋、特殊軌道對(duì)接方案，低溫環(huán)境下活動(dòng)關(guān)節(jié)除冰等針對(duì)性設(shè)計(jì)，這是極地科考破冰船月池設(shè)計(jì)的一次成功嘗試。

動(dòng)力操控系統(tǒng)采用液壓動(dòng)力，通過(guò)控制4個(gè)大型液壓油缸實(shí)施月池蓋開(kāi)啟與關(guān)閉、月池蓋關(guān)閉后插銷鎖緊與解鎖、活動(dòng)導(dǎo)軌上下移動(dòng)對(duì)接和鋼絲繩直拉絞車收放。為確保功效，月池系統(tǒng)還配備了淡水沖洗、壓縮空氣和高壓蒸汽烘干、電加熱除冰等輔助功能。

主要為避免設(shè)備收放時(shí)因船舶搖擺導(dǎo)致儀器設(shè)備磕碰月池結(jié)構(gòu)，確保儀器設(shè)備能沿著預(yù)設(shè)導(dǎo)軌安全布放和回收。

采用雙殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行消波處理，減少作業(yè)時(shí)的海水振蕩沖擊載荷。四壁雙殼結(jié)構(gòu)間距為單邊0.8米，外殼為密封鋼板，內(nèi)殼采用鏤空鋼板，兩層殼體內(nèi)敷設(shè)海水管、淡水管、控制線管、液壓管線等結(jié)構(gòu)。

雪龍2號(hào)月池系統(tǒng)經(jīng)受了南北極現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，取得了良好的效果。海冰是認(rèn)知極地海洋環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和氣候變化的關(guān)鍵要素。雪龍2號(hào)的入列和月池的應(yīng)用，將進(jìn)一步為科考人員系統(tǒng)獲取冰區(qū)第一手資料、彌補(bǔ)十成冰區(qū)的數(shù)據(jù)空白助力。