“雪龍2”號：有哪些過人之處

吳嬌穎

2019年7月11日，我國第一艘自主建造的極地科考破冰船“雪龍 2”號在上海正式交付使用，正式加入我國極地考察序列。它是全球第一艘采用船艏、船艉雙向破冰技術的極地科考破冰船，具備全球航行能力，能滿足無限航區要求，擁有智能船體和智能機艙等多個智能符號，裝載多項國際一流水準的科考設備。

“雪龍2”號船長122.5米，型寬22.32米，設計吃水7.85米，設計排水量13996噸，航速12～15節，續航力2萬海里，自持力60天。

它是全球第一艘采用船艏、船艉雙向破冰技術的極地科考破冰船，具備全回轉電力推進功能和沖撞破冰能力，可實現極區原地360°自由轉動。雙向破冰均具有以2～3節船速連續破1.5米冰加0.2米積雪的能力，艉部破冰能實現在20米當年冰冰脊加20厘米雪層不被卡住，可實現無限航區包括極區航行和作業。

“雪龍2”號政委王碩仁告訴記者，船艏和船艉破冰的原理不同，“船艏是通過船本身的重量壓碎破冰，船艉是在海底通過螺旋槳把冰打碎，同時推進”。

“雪龍2”號總設計師吳剛介紹，雙向破冰采用的是全回轉吊艙電力推進系統，在遇到很難“拱”的冰脊時，推進部轉動180度，同時把船尾變船首，尾部的螺旋槳能在海面下削冰，把10多米高的冰脊“掏空”。

“通俗一點解釋，這個原理有點像小朋友玩的航模，變體不在船內在水下，有外殼包裹防水，轉動的是體外的槳葉。也可以想象我們日常生活中使用的風扇，風扇要轉動是不用改變旋向的，只需要把風扇頭扭轉角度就行?！眳莿傉f，這也是充分考慮極區水平冰和冰脊冰分布的復雜性并經過多次試驗后，作出的一個最優選擇。

在“雪龍2”號艏部，配備有兩臺1200千瓦槽道式側向推進器，加上尾部兩個大功率吊艙推進器的聯合作用，能使船在四級海況實現定點定標，同時具有較高的可靠性和冗余度，滿足科考調查和惡劣海況的應急需求。這就是“雪龍2”號采用的DP-2動力定位系統。

“動力定位的意思，即動態地把船定在多需要的方位，海上情況復雜多變，有風浪還有暗流，一條船要在海上定住位置，需要克服多方面的力，難度很大，必須有推進器來輔助。”吳剛解釋，采用DP-2動力定位，就是為了防止某一個推進器出現單邊故障導致定位失效。

通過這一技術的使用，“雪龍2”號的船艏能根據海上風向和海水流向選擇合適角度，使船體“穩如泰山”。

2019年7月10日，即將交付的“雪龍2”號停泊在上海崇明島。圖片|新京報

“雪龍2”號裝備的考察設備遠多于“雪龍”號，最引人注目的是船艉中部的冰區月池系統。

通過這個凈寬3.2米、深達底層甲板的正方形“井口”，科考儀器設備可以從船甲板直通海底，即便是100%海冰覆蓋的海區也能進行采樣作業。船舯同步設有 160 平方米的作業月池車間，可滿足設備轉運、舷外水文生物和CTD作業等需求。

月池是為了解決極地冰區環境作業和大風浪天氣下的科考作業而設計的，通過月池，科考人員不用再在零下幾十度的室外甲板上操作設備?！翱紤]到在極地環境下，船周都是碎冰，船外操作科考儀器下水，存在諸多困難和風險。我們專門設計在船體正中間打開一道‘井口，儀器從中間釋放下水，極大地提高了操作效率和安全性?！眳莿偨榻B，“雪龍2”號上建造的月池是世界上第一個“水密月池”，即月池實現完全水密封，即便完全沉入水中也不會漏水。

同時，“‘雪龍 2號還配備有深水和中淺水多波束系統、深海淺地層剖面儀、生物儲量評估回聲積分儀系統、水下全方位聲吶、超短基線、萬米測深儀等聲學設備，滿足海底精細化測量和漁業資源探測需求。第一、第二通用實驗室以及物理實驗室、低溫實驗室等 580 余平方米實驗空間可根據航次任務進行靈活布置。

“雪龍 2”號是一艘智能化船舶，裝配智能船體、智能機艙、智能實驗室及智能穿戴等。通過為全船設備配備各種傳感器，實現全船信息的全方位智能感知、獲取、交換和展示;基于計算機技術、自動控制技術和數據處理與分析技術，實現船舶和科考的智能化運行和輔助決策。

“‘雪龍2號是一艘科考破冰船，遠在南北兩極，一旦出現故障需要救援難度很大，船體與冰碰撞的概率又高，所以我們考慮，可以通過哪些智能操作，更好地輔助人工減少風險。”吳剛說。

吳剛介紹，“雪龍2”號船體部分，船身內表面每隔一定距離安裝一個應力監測點，測量震動和應力的變化、獲取數據，“這樣我們可以了解船的哪個位置碰撞最厲害，什么航速下需要減速。另外，每當船完成任務返航歸來，每一個被冰刮過的地方都留存有數據，經年累月可以知道船身哪一塊磨損嚴重需要更換，以此保證船的安全性。”

“雪龍2”號的另一個智能符號是智能機艙。“機艙對船來說相當于人的心臟，智能機艙可以保證隨時對船舶的動力系統進行監測，把各種傳感器數據集中到一個軟件平臺進行分析決策?！?/p>

與“雪龍”號相比，“雪龍2”號最大的亮點之一，就是在通信能力上實現了極大的提升，實現Wi-Fi全覆蓋。

“極地科考時間長達幾個月，網絡是船上人員與家人聯絡的唯一方式?！眳莿偨榻B，這需要在船上加載擁有很大帶寬的VAST衛星通信系統，同時還要做更多“放大器”，讓Wi-Fi信號覆蓋船的各個區域?！把?”號實現Wi-Fi覆蓋后，也讓船上跟岸上聯系更加便捷，可快速地傳輸圖像和聲音。

◎ 來源| 新京報