中国船舶集团七〇八所:为祖国极地科学考察护航

企业   2024-10-21 16:28   北京  

近年来,海洋、极地、外太空和网络成为全球治理在政治、经济、金融等传统领域之外的四大“战略新疆域”,极地考察能力成为国家科研能力和综合国力的体现。为推动我国极地装备与技术不断发展,取得新突破,中国船舶集团有限公司第七〇八研究所深入践行“三赢”理念,聚焦价值创造,坚定不移构建创新发展优势,坚持科技创新和体制机制创新“双轮驱动”,研发设计建造出一批以“雪龙2”号极地考察船、新一代“极地”号破冰调查船为代表的极地科学考察装备,为我国极地科学考察事业作出了贡献。



勇攀高峰

不断打造自主研发设计能力


与一般远洋船舶不同,极地科考船需要面对极端低温条件的考验,因此对船舶防寒能力、材料耐损耐腐蚀和整体结构的坚固性、动力的强度都有很高要求。吴刚介绍,中国极地破冰船的发展经历了“引进—消化吸收—再创新”的研发模式。

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1994年前,我国南极考察主要使用的是“向阳红10”号和第一代“极地”号两艘科考船,它们并不具备破冰、抗冰能力,在极地科考时常常为海冰所困,只能趁南半球夏天尽量向南极洲方向航行。即使如此,科考船仍多次被海冰卡住几天动弹不得,只能借着大风冲出重围的情况。


1993年,中国从乌克兰购买引进了极地考察船“雪龙”号,进行改装设计后于1994年开始投入使用,这是我国第一艘具有破冰能力的科考船,直至现在依然是中国极地海洋调查和极地考察后勤支撑保障的中坚力量。


2010年2月,七〇八所被正式确立为“雪龙2”项目技术支撑单位。七〇八所与芬兰阿克北极公司一起进行了“雪龙2”号联合设计。其中,七〇八所充分发挥在科考船设计上的传统优势,在敞水性能、科考设计和智能设计上发挥了主导作用。


2019年7月,中国首艘专业极地科学考察破冰船“雪龙2”号在中国船舶集团旗下江南造船(集团)有限责任公司正式交付,我国极地科考事业进入“双龙探极”新时代。“雪龙2”号采用船艏船艉双向破冰技术,能在极地1.5米厚冰环境中以2~3节的航速连续破冰航行,该船还是国际首艘获得了智能船舶符号的极地科考破冰船,拥有智能船体和智能机舱。


2024年6月,我国自主设计、建造的新一代破冰调查船“极地”号也正式交付,“极地”号继承了老“极地”号的船名,由我国自主设计、建造,可于冬季航行于我国黄、渤海海域开展冰区海洋环境监测调查,兼顾冰区救助,于2024年下半年开始承担科考任务。



砥砺奋进

推进重型极地破冰船研发



回溯极地科考船的发展历程,我们不难发现,极地科考船的破冰能力是决定国家极地考察能力的重要前提。对我国而言,这也在很长一段时间制约了极地科考事业的发展速度。


国际海事组织(IMO)将破冰船的破冰能力分成7档,从PC1到PC7,其中PC1级破冰能力最强,PC7级破冰能力最弱。整体上,破冰能力又可被分成三档:PC1、PC2是重型级别,破冰的厚度大于2米;PC3、PC4、PC5为中型级别,破冰厚度为1米至1.5米;PC6、PC7属于轻型级别,破冰厚度在1米以下。

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目前我国几艘极地科考船中,“雪龙”号和“极地”号属于轻型破冰船,“雪龙2”号的破冰能力是PC3,是中型级别里的最高等级。


2023年11月上海市发展和改革委员会等七部门发布的《上海船舶与海洋工程装备产业高质量发展行动计划(2023~2025年)》明确提出,将开发重型破冰船、运输成套装备和勘探船等极地特种装备。重型破冰船的研发生产工作被正式提上日程。


2023年12月,中国船级社(CCS)在2023年中国国际海事技术学术会议和展览会上发布了《重型破冰船规范》,这是全球首部重型破冰船专用规范。会上,七〇八所和CCS还共同成立了“远东防寒实验室”,建设国内首个可模拟低至零下70摄氏度极地环境的试验系统,为国内在装备极地环境适应性、低温性能试验验证、防寒设计等关键技术的突破和产业应用提供重要试验条件支撑。


“现在我国有三艘科考船都在北极作业,这在我国极地科考史上是非常罕见的。” 七〇八所首席专家吴刚在接受记者采访时表示,“中国已经具备了轻型和中型破冰船的设计和建造能力,接下来的挑战就是重型级别,从PC6走到PC3我们花了26年,但相信从PC3到PC1、PC2应该不会这么久。”


吴刚也表示,“中型到重型的‘1米之差’,不仅需要解决包括动力、推进器、耐低温、高强钢等诸多技术问题,还需要加强装备之间的效能以及联网观测网一体化的建设,仍是一个久久为功的工程。”



矢志创新

打造“空—天—冰—海—潜”一体化科考模式



除了破冰能力,当前船舶行业绿色化智能化的发展方向对极地科考船而言也有不同意义。


“极地对环保的要求非常高,因为生态很脆弱。而且科考船对智能化要求也高,因为极地环境不是所有人都能驾驶航行的,必须要把所有船长的经验和以前事故积累成一个数据库,辅助进行航行决策,以提高极地驾驶的安全性。” 吴刚表示。

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在自主研发破冰船的过程中,七〇八所设计团队坚决践行“双碳”环保的绿色理念,更多考虑将生物燃油、液化天然气(LNG)等绿色能源作为船舶动力来源,在保障行驶动力的情况下力求将对极地的环境影响降到最低。


作为最新交付的“极地”号破冰调查船,无人化也是其最大亮点。


除了传统的科考工具和设备,“极地”号搭载了无人机、无人船以及水下自主机器人等最新高科技装备。船载的无人机可以从空中俯瞰广阔海域,实时传回大气、海冰等数据;无人船能够深入到传统船舶难以抵达的区域,为科学家提供更为全面的海洋信息;水下自主机器人更在深海探测中发挥着不可替代的作用,逐步打开海洋深处的奥秘。依托我国自主卫星网络系统,“极地”号具备“空—天—冰—海—潜”一体化的科考能力,赋予了科学家们更为广阔的探索空间。


下一步,七〇八所将聚焦价值创造,持续深入贯彻落实党的二十届三中全会精神,在中国船舶集团党组的坚强领导下,提振精神、敢战善战,团结一心、苦干实干,笃行不怠落实年度目标任务,奋力实现所“十四五”高质量发展,为建设世界一流船舶集团贡献力量。


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