“雪龙2”号：“探极利器”自主造

文/ 高　悦极
地冒险在“雪龙2”号交付使用前，“雪龙”号极地考察船一直承担着我国南、北极考察的后勤物资运输、人员输送和海洋科学考察任务。

该船于1993年购自乌克兰，原船设计为极区破冰运输船，经过两次改造升级后，成为我国唯一一艘极地科学考察船。

然而，由于“雪龙”船破冰能力不足，极大地限制了我国极地考察的时间和范围。

添置一艘破冰能力强、科考手段丰富的新破冰船，成为我国极地考察的迫切需求。

早在2008年11月，国家海洋局全面分析了我国极地科学考察事业面临的机遇和挑战，启动了添置极地考察破冰船的调研论证。

一开始本打算从俄
罗斯买一艘旧的破冰船，然后进行改造。

这样做的好处是，
交船时间快、价格适中，可以在短时间入列服役。

后经
过实地调研，了解到费用大概需要3亿元人民币，其中
购买旧船需要1亿元，改造要花2亿元，而且这艘船也
不是当时先进的电推船，破冰能力和科考功能均不理想。

2009年3月，芬兰有一艘旧的极地科考船要出售，报价
7亿元人民币。

由于价格太高，最终只能放弃。

当时，挪
威也在造一艘新的极地科考船，造价约10亿元。

后来在一次会议上，有专家提出：“为什么我们不
2018
年9月10日，我国首艘自主建造的极地科考破冰船“雪龙2”号建成下水，标志着我国极地考察现场保障和支撑能力取得新突破。

按照计划，“雪龙2”号将于2019年上半年交船并加入我国极地考察船队，执行极地考察任务。

下面，就让我们来全面了解一下“雪龙2”号吧！
地
冒险王能自己造一艘新船呢？”经过多方咨询考察，2009年4月，国家海洋局向国务院提出了建造极地考察破冰船的建议。

两个月后，国务院批准立项并确立原则。

2011年7月，国家发展和改革委员
会批复立项，要求“联合设计，国内建造”。

2016年12月20日，我国第一艘自行建造的极地考察破冰船正式开工建造，新船由芬兰阿克北极技术有限公司负责基本设计，中船集团第七〇八研究所负责详细设计，江南造船厂建造。

由于极地考察破冰船对船舶的设计和建造都有很高的技术要求，此类船舶的建造在我国造船史上还是空白，因此，建造团队提出了“国际一流，中国第一”的高目标。

针对建造特点及难点，建造团队编制确定了17项攻关项目，开展了全回转吊舱、重量重心控制、智能船舶等多项关键技术的研究及应用。

除主要设计院所和造船厂外，来自船东（新船建造的出资方）、中国船级社、英国劳氏船级社、检验机构的专家也加入建造过程中，从设计、采购到生产计划等，每个环节一起参与，既保证了船舶质量、进度，又满足了船检规范要求。

2018年的夏天是新船建造的关键期。

建造团队的所有人放弃了高温假，完成了114个分段制作以及11个船体总段合拢，全船无损探伤检测等各项指标一次合格率达到97%，船舶舾装率达到73%，全船92%的设备安装结束，45个液舱密性全部完成，达到完整性出坞状态，生产状态整体可控。

建造过程中，建造团队始终精益求精，采用了双向不锈钢施工、低温特种油漆涂装等舾装工艺，一流的建造技术确保了先进设计理念的“落地”。

极地冒险
极地破冰船一共有7个破冰等级。

如果将破冰等级按照金字塔状划分，“雪龙”号的破冰等级为PC6，位于金字塔的下层，“雪龙2”号的破冰等级则是PC3，位于金字塔上层。

作为我国首艘自主建造的破冰船，“雪龙2”号在冰区航行的能力大有乾坤——它采用了先
进的双向破冰新技术，也就是说船头船尾均可破冰，
是世界上第一艘采用双向破冰技术的极地科考船。

一般破冰船的破冰“武器”集中在船头，在船
用力向前冲的时候，借助坚固的船头以及锋利的冰
刀把冰搅碎、压碎。

当遇到厚厚的冰脊时，这种方
式就“力不从心”了，而且南、北极海冰形态各异，
厚度不同，稍有不慎，船就会被海冰围困。

“雪龙2”号的双向破冰技术，不但可以让它
在厚达1.5米的冰层上破冰前行，还能在遇到特殊
情况时直接“倒车”破冰，确保船在10米到15米厚的冰脊中不被卡住，极大地增强了船的安全性。

地冒险王
“雪龙2”号装备了国际先进的海洋调查和观测设备，实现了科考系统的高度集成和自洽，将成为我国开展极地海洋环境与资源研究的重要基础平台。

科研人员可在船上开展极地海洋、海冰、大气等环境基础综合调查观测和取样，在极地冰区海洋开展海底地形、生物资源调查。

下面让我们来看看“雪龙2”号有哪些“真功夫”。

极地大气与海冰观测系统
在南、北极地区监测大气要素变化是研究全球气候变化的重要内容。

“雪龙2”号装备了先进的极地大气与海冰观测系统，
主要包括气象遥感卫星接收系统、船基自动气象观测系统、海/冰—气界面湍流通量观测系统、船基海冰微波散射计等，满足未来极地大气和海冰综合调查的需求。

同学们都知道，开车时如果熄火了，车子就会停在原地。

但船不一样，一旦关掉了动力，船就会随风和洋流漂移。

对于科考船来说，如果在海上可以长时间将船体位置固定，将会大大有助于精确观测和定点取样作业。

实现这一点，就要靠动力定位系统了。

动力定位系统开启时，船上的电力推进器、舵、艏艉侧推协调配合，使船首根据海上风向和海水流向选择合适的角度，利用自身动力抵消海风和洋流的影响，从而实现“原地立定”。

“雪龙2”号就配备了这一系统，在4级海况下可满
足大型科考设备的定位收放要求；在6级风、1.5节流时
能满足漂泊调查作业要求。

同时，“雪龙2”号还采用被
动可控式减摇水舱以改善船的耐波性，这样一来，在极
区较常见的“小回旋空间、大风浪海况”的情况下，新
船作业时的安全性就得到了提高。

在“求稳”的同时，
“雪龙2”号还是个灵活的“大个子”，它具有的全回转
电力推进功能，可实现船体在极区原地360度自由转动，
使船的机动能力大幅提升。

极
地冒险
在“雪龙2”号上，你不需要房门钥匙，一款腕带式装置便是你的门卡，它还记录了你的身体健康状况等信息。

除此之外，这款便携装置自带定位系统，即使在船上迷路了也能很快被找到。

长122.5米，宽22.3米的“雪龙2”号是个名副其实的“大块头”——在没有乘客和货物的情况下就有1.07万吨重，这相当于1 000多头成年大象的重量。

别看“雪龙
2”号“身材魁梧”，水体环境调查系统
南大洋约占全球大洋面积的20%，在全
球大洋环流、碳循环和生态环境等方面有着
重要的研究价值。

“雪龙2”号配备的水体
环境调查系统主要由物理海洋多参数理化数
据采集与探测系统、走航式声学多普勒流速
剖面仪、表层海水连续采集及基础参数监测
系统、拖曳式多参数剖面测量系统等设备组成，能够实现在科学调查航行和定点观测中，自动完成海洋表面随时随地的多要素连续自动测定，具备实时原位测量、实时显示、自动记录处理的功能。

海底沉积物采样系统
对海底沉积物的取样是海洋沉积学研究的重要前提和基础。

“雪龙2”号海底沉积物采样系统包括箱式采泥器、多管采泥器和长柱状沉积物取样器、沉积物捕获器、电视抓斗等，将为我国极地海洋科学家提供可靠的实验材料。

“雪龙2”号配置的约4 500米深型电视抓斗，标志着我国极地海底调查将进入可视化时代。

240道地震勘探系统
海洋地震勘探是海洋地球物理勘探方法之一，是研究海底地层学、构造学和海底沉积的有效工具。

“雪龙2”号配置了一套能够进行完整极区地质构造解析能力的240道地震勘探系统，将极大地推动对南极周边海域海底地质研究，加强对南极周边海域资源分布的认识。

有缆/无缆水下机器人
南极冰架的平均厚度为475米，面积达140万平方千米。

冰架对南极深层水的形成及生物种类分布等都有很大的影响。

多年来，由于技术装备的限制，我国缺乏获取南极冰架下水体环境参数的手段。

“雪龙2”号配备的有缆水下机器人和无缆水下机器人将有效地解决此类问题。

地冒险王但“头脑”可一点儿都不简单，相反，它还是一艘真正意义上的“智能船舶” ——拥有一套集智能航行、智能能效、智能机舱、智能船体为一体的综合平台，这就相当于船舶的“大脑”，控制
着整个船体系统。

在“雪龙2”号的船体和设备上，共安装设置了7 000多个智能感应点，相当于船的“神经系统”，可以对内、对外收集各种信息，丰富数据库并继续“学习”以优化船体功能，也可以使其在复杂的环境中实现自动驾驶。

据了解，船舶智能航行系统主要由两个子系统组成，即恶劣海况航行分析系统及航线优化系统。

恶劣海况航行分析系统基于对当前航路航行风险的评估，在超过临界点时采用航线优化功能，选择替代方案，最终交由船员选择航路。

“雪龙2”号还建有机舱智能化集成平台，可以对主柴油机、发电机、电力推进舱、辅助设备进行实时监测和分析评估，为船舶操作提供决策建议。

从建造之初，“雪龙2”号的每块钢板都有自己的数据档案库。

通过这种全船电子归档管理，可以实现船体在设计、建造和营运等全生命周期各阶段数据的融合，为船体全生命周期内的安全和结构维修、保养提供辅助决策。

此外，船上的智能感应点能够提前发现船体潜在的安全隐患等问题，实现对冰载荷的反演计算和报警功能。

“雪龙2”号交船后，将与“雪龙”船组成极地科学考察破冰船队，以更强健的身姿挺进南、北极，为推动我国极地考察事业迈上新台阶发挥不可替代的作用。