首页 > 新闻 > 船界人物 > 正文

吴刚:中外联合设计“雪龙2”号的台前幕后

2018-09-12 16:05:21
来源: 中国船舶报 编辑: 国际船舶网 我有话要说

9月10日,我国首艘自主建造的极地科考破冰船——“雪龙2”号在江南造船(集团)有限责任公司下水。乍看之下,“雪龙2”号比“他哥”敦实了不少:在船舶型宽相差无几的情况下,其总长较“雪龙”号短了近45米,这意味着,身宽体胖的“雪龙2”号破冰能力和科考能力会更强。

近日,中船集团第七〇八研究所研究员、“雪龙2”号总设计师吴刚接受了《船报》记者的采访,站在设计者的角度,向我们披露了“雪龙2”号设计台前幕后的不少故事。

中外联合设计是十年前英明的决定

1993年,我国从乌克兰购买了一艘前苏联北冰洋运输补给船,经多次改造后,该船成为我国唯一一艘极地科考破冰船“雪龙”号。按船龄计,“雪龙”号已是老骥伏枥,加上是“半路出家”,其科考与破冰能力都不足以满足我国极地科考的需求。

2009年,我国正式启动“雪龙2”号新建极地科考船建设项目,国务院确立了“国内外联合设计、国内建造”的基本原则。

“中国就不能自主设计新一代的极地科考船吗?”业内对此曾有争议。“其实,国务院定调由国内外联合设计是非常英明的。”吴刚说,当时国内船舶设计单位对极地船舶的认识仅停留在理论阶段,缺乏实际经验和论证条件。

由国外公司负责基本设计并不是简单地买图纸。“如果我们自己不做充分的前期调研,即使买来图纸,很多东西还是学不会。”吴刚说,船东也意识到了这一点,在确定国外设计公司之前,就选择拥有丰富科考船设计经验的七〇八所担任技术支撑单位,全程参与新造船项目。2012年,德国、挪威、芬兰的3家公司参与竞标“雪龙2”号基本设计项目,船东邀请了由中国、韩国、加拿大等多国专家组成的国际评标团,其中就包括七〇八所的张炳炎院士和吴刚本人。

“当时经过一轮比较后我们发现,三家公司的设计方案都不能满足中国科考破冰船的定制要求。”吴刚透露,期间一度停标。

资料图/七〇八所提供

聚焦破冰设计  “情归”阿克北极

什么是中国的定制要求?

秦为稼——原国家海洋局极地考察办公室主任,凭借对极地探索作出的杰出贡献,2016年被《自然》杂志评为“中国十大科学之星”——被吴刚亲切地称为“老秦”。吴刚说,“雪龙2”号很多的设想、需求,都是“老秦”提出的。

多年前,秦为稼就曾向媒体表示:中山站附近海冰厚度1米5左右,“雪龙”号在安全季节到达很困难。“我们这20年来基本上在11月底12月初‘雪龙’号才能在连续冰比较松动的情况下勉强接近中山站,在只有‘雪龙’号的情况下,在海冰上作业是非常危险的。”

中国的定制要求就是:新一代的科考破冰船“底盘”一定要好,确保其多年在冰区航行依旧“扛造”;同时,为了提高船舶的破冰能力和灵活性,“雪龙2”号要采用全回转推进。

图片来自七〇八所

“进一步明确需求后,评标团都将目光聚焦到了芬兰的阿克北极公司。”吴刚回忆,“阿克北极对船型的理解是比较接近船东设想的,其船体设计做得相当好,可以实现全回转推进,船舶破冰的功率小而效果又很好。”

“既然实现了全回转推进,那么船艉也能当船艏开呀!”秦为稼代表船东进一步提出了双向破冰的想法,七〇八所和阿克北极公司分析、讨论后认为也是可以实现的。“全回转推进带来了一个很可观的好处,就是‘雪龙2’号在冰脊冰水域不需要调头了。”吴刚介绍,极地水域水平冰和冰脊冰的分布非常复杂,有时即便是看上去开阔的水域,也会让船舶寸步难行,就是由于水下隐藏了大量松软且难缠的冰脊冰。因此,“雪龙2”号双向破冰的指标被确定为:艏向在覆盖有0.2米厚积雪的1.5米厚冰层上以2~3节的速度连续破冰;艉向破冰则能在20米当年冰冰脊(含4米堆积层)中不被卡住。“雪龙2”号成为全球首艘具备双向破冰能力的极地科考船。

2012年7月31日,国家海洋局、中国极地研究中心、芬兰阿克北极技术有限公司签署了极地科学考察破冰船基本设计合同。

科考、敞水设计还得靠八所

确定基本设计方后,新问题也随之暴露。

“2012年的3~7月,七〇八所的设计团队与阿克北极就各个专业的问题展开了漫长的交流、谈判。”吴刚介绍,阿克北极设计方案的主要问题是:其没有科考船的设计经验,原方案的母型船是一艘货船,在船舶稳性等方面无法满足科考船的要求;此外,中国到极地之间有大量的敞水(Open Water)水域,原方案在该领域有所欠缺。“这时候,七〇八所在科考船、敞水水域的设计优势就显现出来了。”

由七〇八所许学彦院士、张炳炎院士分别领衔设计的“远望”系列和“向阳红”系列是国内出色的科考船型,该所的设计优势在中国新一代科考破冰船项目上得到了传承。“雪龙2”号的船底安装了重要声学设备,很容易受到气泡和碎冰的影响。为此,七〇八所专门设计了下沉式龙骨的船底结构。“阿克北极向我们反馈,这个设计不仅解决了下泄碎冰干扰的问题,船舶航行的经济性也没有受到很大影响。”吴刚说。与其他商船相比,破冰船在敞水水域的油耗更高。七〇八所利用拖曳水池的实验优势,设计团队对船舶的压冰角、排冰角、线型等都进行了优化调整。

“在‘雪龙2’号项目中,七〇八所与阿克北极是相互融合、相互伴随的关系。”吴刚说,双方各自发挥技术优势、取长补短,在破冰船的设计、防寒应用上,七〇八所也从阿克北极学了不少。

就在七〇八所艰难的谈判期,2012年8月2日,张炳炎院士逝世。“其实在基本设计招标的时候,老爷子身体就很不好了,但他一直亲身参与和指导这个项目。”吴刚说。

2012年10月22日,中国极地研究中心与七〇八所签署了中国新建极地科学考察破冰船项目详细设计合同。

吴刚(左)与张炳炎院士

南极之行的启发和实践

2015年年初,为了设计好“雪龙2”号,吴刚曾随“雪龙”号赴南极考察。70多天的南极之行,带给吴刚最大的感受是,侧重于科考的“雪龙2”号,必须为科研人员提供更为科学、便捷的工作环境。

“受船型限制,我们科研人员的作业模式太落后了。”令吴刚印象很深的一幕是,科学家需要自己到“雪龙”号的右舷,靠人力从水里取回重达几百公斤的采水装置。在极地恶劣的环境下,人员在甲板上作业本就危险;另一方面,珍贵的水体样品离开了水下恒温的环境、长时间暴露在极寒的温度下,可能会导致样品中的生物死亡,影响科研结果。从南极回来后,吴刚带领着七〇八所的设计团队,设计了专门的采样舱室和设备,不仅提高了工作效率,也保障了科研人员的操作安全。

“科学家曾向我们反映,希望我国的科考船与国外接轨,科学家们在船上可以专注于实验,甚至能一边喝着咖啡,一边操作科考设备。”吴刚说,“雪龙2”号采用了集中实验室格局、大尺度作业车间和较大面积调查作业甲板设计,加之冰区月池系统的应用,可实现船舶调查实验功能的最大兼容与共享,与国际上专业的极地海洋科考布置和流程全面接轨。“‘雪龙2’号上的科学家不需要再干多余的体力活了,其实随着船上科考设备机械化、自动化水平的提升,我们还需要培养更多专业的科考设备操作手来辅助科学家。”吴刚表示。

“当年我在‘雪龙’号上另一个深刻感受就是,船上的通信实在是需要投入力量改进了。”吴刚说,“雪龙2”号实现了WIFI全覆盖,这也是“雪龙2”号上人性化设计的一个小侧面。据了解,“雪龙2”号在驾驶员轮替值班、实验室和甲板科考作业的保护性和便利性、健身活动场所的合理设置、房间的保温通风遮光、室外梯道防滑处理、马桶真空系统设计、冷凝水处理、茶水站、垃圾房、行李间、洗衣房等设置以及蔬菜、水果和淡水的便捷运输等方面,都会给船上人员带来更舒适、便捷的体验。

通过“雪龙2”号项目,七〇八所积累了极地船规则规范经验,掌握了双向破冰船型设计、PC3级破冰船结构设计和破冰船低温防寒设计等关键技术,打造了一支日趋成熟的科考船设计团队。2017年,由七〇八所牵头的“极地重型破冰船关键技术研究”项目经工业和信息化部批复后正式立项。曾经,针对“雪龙2”号是否应该由国内自主设计的争论言犹在耳,如今吴刚有信心作出肯定的回答。

为你推荐

何建中:中国航运市场将全面对外开放

何建中:中国航运市场将全面对外开放

交通运输部副部长何建中今日在全球贸易与供应链峰会暨国际海运年会2018大会上表示,四十年来,我国航运业取得了历史性成就,实现了跨越性发展,我国无疑已经成为航运大国。但他同时明确,我国虽然已成为航运大国,但海运发展的质量还不强。...
2018-11-07 09:10:53

许立荣:航运业应回归产业本质

许立荣:航运业应回归产业本质

11月6日上午,国内最大的跨境电商平台阿里巴巴刚刚宣布,未来5年,阿里巴巴将帮助全球商家实现向中国进口2000亿美元的目标。...
2018-11-07 08:47:26

船舶工程专家潘新祥调任广东海洋大学校长

船舶工程专家潘新祥调任广东海洋大学校长

22日下午,广东海洋大学召开干部大会,宣布省委有关干部任免决定。潘新祥任广东海洋大学校长,由于年龄原因,叶春海不再担任该校校长。...
2018-10-24 09:12:00

任元林:中国造船业的重创与重塑

任元林:中国造船业的重创与重塑

十年中,去产能、兼并重组、破产转型成为中国造船行业的主旋律。随着全球经济的复苏,造船业迎来一缕暖阳,同时,贸易摩擦会加速行业的优胜劣汰,最终结果是强者恒强。...
2018-10-24 08:38:16

中船重工“最资深”高管调任中船集团

中船重工“最资深”高管调任中船集团

中船重工集团最“资深”的副总经理钱建平近日正式调任中船集团党组成员、副总经理。这也是两大集团今年第三次高层互换。...
2018-10-17 10:56:00

原中船工业总公司总经理胡传治同志逝世

原中船工业总公司总经理胡传治同志逝世

中国共产党优秀党员、忠诚的共产主义战士,原中国船舶工业总公司总经理、党组书记,上海市第九届、第十届人大常委会副主任胡传治同志于2018年9...
2018-10-10 14:14:00

原中船总经理:改革开放后的中国船舶工业之路

原中船总经理:改革开放后的中国船舶工业之路

在新中国船舶工业发展史上,三线建设可以说是浓墨重彩的一笔,它对产业布局所产生的影响相当深远。...
2018-10-09 16:07:23

阳明海运董事长谢志坚谈变中求胜

阳明海运董事长谢志坚谈变中求胜

2018年上半年,油价大涨、环保成本上升、中美贸易战打响,这些突如其来的市场新变化,让航运企业措手不及。而如何应对变局,是对每一位企业掌门人的考验。...
2018-10-06 15:41:00

胡问鸣率团访问马士基航运

胡问鸣率团访问马士基航运

9月27日,中船重工党组书记、董事长胡问鸣率团访问世界最大集装箱航运公司——马士基航运,马士基集团副总裁、首席采购官Henrik Larsen,马士基航运首席技术官Palle ...
2018-09-30 08:27:16

雷凡培拜会上海市委副书记、市长应勇

雷凡培拜会上海市委副书记、市长应勇

9月28日,中国船舶工业集团有限公司党组书记、董事长雷凡培在沪拜会了上海市委副书记、市长应勇。双方围绕深入贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,就共同服务国家战略、进一步加强交流合作、携手推动上海市经济社会发展进行了深入...
2018-09-30 08:26:11

压载水处理系统产品选型
发电机及发电机组产品选型
船配商城