“電科1號”海洋綜合試驗船設計

張恭 錢雯 羅東宏

摘? ? 要：“電科1號”是一艘海洋綜合試驗船。本文結合了“電科1號”對雷達、衛星通訊、水聲、無人艇等設備的通用試驗系統，介紹了我國第一艘海洋綜合試驗船的船型設計，電子試驗的服務和保障能力等內容。

關鍵詞：電子試驗船;船舶設計;無人艇試驗

中圖分類號：U662.2? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Design of Electronics Technology Test Ship

ZHANG Gong，? QIAN Wen，? LUO Donghong

（ Guangzhou Marine Engineering Corporation ， Guangzhou 510250 ）

Abstract： “Electronics technology No.1” is a comprehensive scientific test ship， which undertakes the mission of the marine devices test like radar， satellite transmission， hydrophone and unmanned vessel. In the paper the unique design of the ship， the test service and guarantee capacity are introduced.

Key words： Electronics technology test ship， Ship design， USV test

1? ? ?前言

“電科1號”是一艘海洋綜合試驗船（見圖1），主要承擔海洋信息技術開發、任務電子科學試驗，同時配合完成南海島礁基地建設，是海洋新技術裝備的綜合展示平臺、試驗訓練平臺及工程保障平臺。

“電科1號”屬于科學調查船，但與我國的“向陽紅”系列等科考船承擔測量、勘探等任務不同，“電科1號”主要開展海洋探測、搜尋、感知類的產品的研發試驗。長期以來，我國都缺乏這類專業的船舶試驗平臺，電子科技集團作為國內電子產品的龍頭企業，生產研發的電子產品種類豐富，但是在以往的產品新研發過程中，往往需要租用非專業船舶開展測試，導致了航行條件差，數據處理速度慢、試驗周期長等諸多不足，“電科1號”的建設有力的改善了這一情況。

2? ?主尺度及基本布置

“電科1號”海洋電子試驗船采用鋼質船體、連續甲板帶首樓、具有前傾首柱帶球鼻首結構;左右舷舭部設有舭龍骨，船首設有首側推;由兩臺船用柴油機經齒輪箱傳遞，驅動固定螺距螺旋槳推進的雙機、雙槳、雙舵、尾機型船;首樓甲板上部設有三層甲板室。

該船主要尺度如下：

總? ? 長? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?89.16 m

型? ? 寬? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?18.0 m

型? ? 深? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5.50 m

最大航速? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 13.5 kn

航? ? 區? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?遠海

主機額定功率? ? ? ? ? ? ? ? ?1 323 kWx2

主電站功率? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?200 kW x3

應急發電機組功率? ? ? ? 75 kW

定員? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?45 人

為執行電子試驗任務，該船設置了寬闊的試驗甲板，并配備了大型起重機、尾部A架、直升機平臺等，可進行雷達、衛通、無人機、無人艇等設備試驗，以及水聲、氣象探測等工作。此外，本船還配有多間實驗室、綜合指揮室、高頻機柜室、計算機房、會議資料室等專用科研艙室。

3? ? ?試驗任務系統

3.1? ? 試驗工作甲板

“電科1號”的試驗任務主要在羅經甲板及主甲板開敞試驗區進行，總試驗面積超過1 000 m2。由于試驗任務以對海、對空的電子設備為主，因此對開敞甲板面積的需求很大，用于布置起重設備、直升機平臺、無人裝備保障平臺、電子設備基座及試驗操作空間等。在船型設計方面，“電科1號”設置了較長的開敞式尾甲板，相比同等排水量的其它海洋科考船，適當減小了型深，具有較大的船寬吃水比，以更好地滿足試驗甲板的空間需求。

3.2? ?通用電子試驗接口

為開展多種類型的海上試驗，“電科1號”搭載了開放式任務電子保障系統，為不同的試驗設備安裝提供了通用的電子試驗接口。

除了配齊滿足船級社規范的通導設備外，“電科1號”還預留了足夠的平臺空間，為各種電子任務系統提供完備的海上試驗環境。在總布置方面，本船通過兩座桅桿的設計，很好的實現了航行設備與試驗設備的功能分區：（1）航行桅桿（見圖2）采用桁架式結構，搭載了航行用的X波段與S波段的導航雷達天線、衛通C站、北斗接收機、風速風向儀、號燈號笛以及避雷針等設施，用于滿足航行需求;（2）綜合試驗桅桿（見圖3）布置了多層平臺，可搭載新研發的雷達、衛通、無線電通信等產品開展海上測試;綜合試驗桅桿外部設有透波天線罩，用于保障恒溫恒濕的電子試驗環境。

兩座桅桿之間留有一定的安全距離，以減小互相干涉，滿足電磁兼容性的要求，保證了本船在航行過程中綜合試驗桅桿不會影響號笛、號燈、航行通訊等作業，航行信號也不會影響電子設備的試驗精度。

此外，“電科1號”還在羅經甲板預裝了碟狀、鞭狀天線的通用預制接口（見圖4）及標準通用試驗標準方艙（見圖5）。通過預留空間與數據接口，實現了每次出海執行不同的試驗任務，如搭載水下機器人控制方艙、聲學發射機控制方艙等模塊。

3.3? ?水聲試驗系統

“電科1號”具有強大的水聲試驗系統，以保障各種規格的水下聲吶、陣纜、磁力儀及深潛器等試驗。

本船在舷側配置了一種新型聲吶吊桿收放裝置（見圖6），可用在船舶低速航行或停泊不動時收放小型水聲聲吶。該裝置由布置于甲板右舷的固定基座、軸承組、電動葫蘆、吊桿本體、舷外限位裝置等組成，可通過固定于基座上的軸承組進行緩慢旋轉收放;同時在船體舷外安裝了月牙形限位裝置，可充分保障收放裝置的可靠性和安全性。

船尾設有一座起重能力不小于10 t的A型架（見圖7），可配合拖纜絞車開展較大型聲學設備的拖曳試驗，完成地質、水文、化學、生物取樣等科學探測作業。

3.4? ? 無人設備測試系統

“電科1號”可作為無人機、無人艇在海上試驗的母船：（1）針對無人機試驗，“電科1號”提供了良好的存儲、起降、補給及維護條件，并可通過ADS-B飛機跟蹤系統接收飛機位置、速度等參數;（2）“電科1號”還提供了一套完整的無人艇試驗保障系統，可實現無人艇海上油水補給、吊放與回收、視頻監控與追蹤、以及試驗數據處理分析等功能，解決了以往無人艇僅能在近岸開展試驗的局面，實現了無人艇遠海試驗，可以更好的測試無人艇在外海執行任務的可靠性（見圖8）。

3.5? ? 綜合船橋系統

“電科1號”搭載了集導航、控制、探測、感知、顯示、監視、管理和通信功能于一體的綜合船橋系統，充分保障試驗任務高效安全的開展。通過集成機艙、航海設備以及試驗設備輸出的電子信號，構建了以計算機服務器為中心的智能網絡，同時可通過衛星通信與其它海洋科考船舶和陸岸實驗站的計算機聯網，實現海上試驗數據的實時衛星雙向傳輸和處理（見圖9）。

在試驗過程中，綜合船橋可以將電子設備的試驗數據與船上電子設備的感知數據進行實時對比，并能實現多任務多流程順暢無干擾執行，保證試驗過程中的信息共享。

3.6? ?直升機系統

為更好地在海上試驗中，實現超視距指揮、人員物資快速運輸、設備及實驗標本的海上布放等功能，“電科1號”設置了一套直升機保障系統。參考GJB543A-1999《艦船直升機艦面系統通用要求》對第三類保障的要求，設置了滿足Z9型直升機的起降平臺、快速系留裝置、目視助降系統、通信系統及相關服務艙室。起降平臺區域設置可倒欄桿單元，可在直升機起降時放倒，在不執行直升機任務時豎起兼做欄桿使用，防止甲板工作人員失足落水。

雖然本船因主尺度的限制未設置機庫，但針對一些要求較高、需要直升機配合的試驗，本船能夠充分滿足短期的直升機保障，大大提高了海上試驗的靈活機動、超視距綜合指揮等能力。

4? ? 服務保障能力

“電科1號”有完善的航行保障、海上試驗作業保障能力及任務電子保障能力。

4.1? ? ?航行保障能力

（1）試驗航區：航行及無線電通訊，滿足A1+A2+A3海區要求;

（2）自持力：食品滿足全船人員45天飲食、淡水需求;

（3）續航力：滿載排水量巡航距離不小于5000 n mile;

（4）穩性與不沉性：滿足抗8級風和一艙不沉的能力;

（5）操縱性：設有首側推，具有良好的進出港回轉能力;

（6）通導能力：配置X波段與S波段導航雷達，配置中高頻電臺、甚高頻電話、航行警告接收機、衛通C站、北斗短報文通信，短波通信有效距離大于1000 km;

（7）風速風向儀：風向測量范圍360°、風速測量范圍0～50 m/s;

（8）AIS：輸出功率12.5 W;處理目標批數350個。

4.2? ?海上作業能力

（1）提供15名船員與30名科研人員的生活與工作空間，包括兩間實驗室、兩間餐廳、病房、圖書室、健身室、娛樂室等;

（2）搭載7.5 m工作艇，可配合進行海上試驗及人員物資通勤;

（3）配有船舶水平基準平臺，為全船高精度設備提供統一的基準度量;

（4）搭載8個各種規格的科學方艙，提供冷卻水、電源、地線、電話、網絡和信號接口，每個航次可根據不同任務更換;

（5）羅經甲板設有各種碟狀、鞭狀天線的預裝結構接口;

（6）設有4路冷卻水管路至高頻艙和甲板方艙處，流量3 m3/h;

（7）設有克令吊機、尾部A架、工作艇吊、拖曳絞車及聲吶吊桿等甲板機械;

（8）設有淡水外輸系統，輸出能力為50 m3/h;可對外供給淡水370 m3。

（9）直升機系統，具備針對Z9 型直升機的第三類保障能力。

4.3? ? 任務電子保障能力

（1）電力供應能力：為船載電子設備提供水電及網絡保障，共可為其他任務電子提供200 kW供電能力;

（2）超視距雷達探測 ：搜索雷達的超視距探測能力，同時跟蹤32批?？漳繕?

（3）光電偵查系統 ：可對重點目標捕捉與測量，紅外/可見光觀測距離3～5 km;

（4）ADS-B飛機跟蹤系統：可接收飛機位置、速度等參數，精準跟蹤監視300 km內的飛機;

（5）LTE通信：滿足全船覆蓋范圍;

（6）衛星通訊：KU波段有效帶寬不小于2 m;

（7）搜索雷達：搜索距離不小于40 km、范圍360°;

（8）核心交換機：主干網1 000 m、支網100 m;雙冗余設計;用戶容量100人的文化生活網;數據存儲能力24 TB;

（9）管控中心：管控節點數512個（可擴展）;

（10）光纖慣導：姿態精度0.01°、自尋北精度0.06°。

5? ? ? 結束語

“電科1號”是一艘針對電子產品試驗的專業保障性船舶，在船型開發與功能上實現了較多的技術突破，彌補了以往電子設備試驗工作條件差、環境惡劣、數據處理速度慢、試驗周期長等諸多不足。作為國內首艘由工業部門投資建造的專業試驗船，極大地加快了國產海洋電子信息設備開發的步伐。

參考文獻

[1] 海洋調查船專用艙室及其設施的設置要求.（CB/T3470-94）[S].

[2] 莊樂亭，付國偉，一種新型聲吶吊桿收放裝置[J]. 廣東造船2017（3）.