中國將建新型極地考察破冰船 採用電推WiFi覆蓋

隨著「雪龍」船駛離南極，來自中國船舶工業集團公司第708研究所的考察隊員吳剛和黃維也即將結束他們的此次南極之行。他們此行的任務，是對我國新的極地科學考察破冰船設計進行調研，為新船未來的極地航行設想假定情況，並提供參考建議。

作為我國唯一的、從事極地考察的破冰船，迄今為止，「雪龍」船已經執行了18次南極考察和6次北極考察任務，被視為我國極地考察的「大功臣」。然而，征戰了20多年後，「雪龍」船雖歷經數次改造，不斷煥發活力，但仍舊不能滿足我國日益發展的極地考察事業的需要，尤其是科學考察的需要。

為滿足未來南北兩極科學考察和物資運輸任務，國家海洋局擬新建一艘極地科學考察破冰船。該項目於2011年獲得國家正式立項批複。目前，科研性報告正等待國家發改委的正式批複。新船採取國內外聯合設計、國內建造的模式，708所承擔了國內船東單位的技術支撐、與國外設計公司聯合設計，以及後續詳細設計的送審和科考分包的工作。

重點調研西風帶的影響

擔任新船項目技術總設計師的吳剛，負責舾裝（船上錨、桅杆、梯、管路、電路等設備和裝置的總稱）科考的黃維，於2015年1月16日從紐西蘭克萊斯特徹奇登上「雪龍」船，進行了為期70天的調研。他們的主要任務是實地了解極地考察破冰船運行情況，給新船設計提供現場經驗。

剛離開紐西蘭，「雪龍」船在途經「魔鬼西風帶」的路上就遇到一股強氣旋。西風帶特殊環境對船舶總體設計的影響，正是兩人本次調研的重要部分。

「西風帶氣候條件惡劣，需要前期的各項準備和氣象預報分析，再結合有經驗的駕駛指揮。『雪龍』船那次穿越西風帶就是通過對氣象雲圖分析，準確判斷了氣旋位置和影響範圍，並在麥誇里島進行有效規避，從而成功避免了與強氣旋正面衝突。可以說，『雪龍』船已積累了相當豐富的西風帶航渡經驗。」吳剛說，「新船除了要確保設計穩定性滿足各項規範和標準，還應配有氣象遙感衛星和自動氣象站。由於破冰能力的增強，新船將擴展停留南極的時間、範圍。因此，需要為新船搜集與『雪龍』船在南極停留的不同時間段的氣象資料。此外，新船將採用全迴轉電力推進裝置，在惡劣海況下確保設備的可靠性以及加強駕駛員的培訓和操作經驗也十分重要。」

新船應加強「防寒」設計

南極的氣候以及冰情變化較快，即使在同一天，上午和下午的風速、風向、氣溫、海冰運動均有較大變化。目前，「雪龍」船的作業基本是靠選擇有利的時間季節和時間窗口，確保卸貨和科考任務的完成。

吳剛告訴記者，未來以科考為主要任務的新船在設計中將通過加強破冰脊的能力、增強機動性和動力定位能力、增設冰區作業的月池等，將科考調查時間窗口延長。

新船可以進入更靠近南極大陸的海域進行大洋科考作業。「這就意味著新船將面臨更冷的天氣和更多更厚的海冰，因此新船的設計需關注低溫環境下作業的防護，如CTD（溫鹽深儀）車間的溫度保護、室外作業通道的防滑處理、影響視線的窗戶和室外攝像頭的加熱除雨水功能等。3月2日，在大洋作業的最後一天，當地就出現了－15℃的低溫，CTD曾被凍上，甲板也結了許多冰，給作業帶來諸多不便，也影響到了數據採集的準確性。」

吳剛和黃維還走訪了輪機員和駕駛員，了解防冰海水門、液艙加熱、管道加熱、機艙通風、生活污水和垃圾排放、保溫處理和冷凝水排放、室外通道防滑和有關設備的防凍處理、羅經雷達、駕駛室光線、救生設備等涉及未來極地破冰船設計的相關情況。

新船要更綠色更人性化

極地生態脆弱，且國際海事組織即將於2017年強制實施極地航行新規則。吳剛認為，新船在綠色設計方面應率先垂範。他說，新船將採用全電力推進系統，同時加裝的主機排氣選擇性催化還原系統，能滿足國際海事組織對氮氧化物的排放限值要求。新船還將增設一套移動式LNG（液化天然氣）發電機系統，包含一個LNG罐和一個LNG發電機集裝箱，在極區進行科學考察時根據需要投入使用，以減少對環境的影響，並確保採樣的乾淨度。此外，新船將滿足極地規則中對於燃油艙雙殼保護、垃圾處理、污油和污水排放等綠色環保要求。

新船還結合「雪龍」船航行經驗，實現更人性化的設計。「未來新船設計要在靠港航次補給、駕駛員輪替值班、實驗室和甲板科考作業的保護性和便利性、健身活動場所的合理設置、房間的保溫通風遮光、室外梯道防滑處理、馬桶真空系統設計、冷凝水處理、茶水站、垃圾房、行李間、洗衣房等設置，以及蔬菜、水果和淡水的便捷運輸與充足供應等方面注重細節，使考察隊員能在長時間極區作業的條件下，生活工作得更舒適。

目前，「雪龍」船尚未實現網路全覆蓋。吳剛認為，新船在信息化建設方面應加大投入，以確保滿足信息化發展的迫切要求。「我們考慮，新船衛星通信系統可採用船載VSAT（微型衛星通信地球站）、銥星OpenPort（全球高速衛星網路）等系統，並建立基於4G通信技術的數字寬頻集群系統，實現船舶內部、以船舶為中心半徑10公里範圍的覆蓋，為各類科考和現場作業提供專業的集群語音、視頻調度和數據服務。全船計算機網路系統採用萬兆乙太網技術，實現萬兆主幹、千兆到桌面（終端）。新船將真正實現全船WiFi覆蓋、每個房間都裝有收音廣播和衛星電視接收系統。」

新老破冰船可組成編隊


吳剛和黃維還為未來新船投入或兩船編隊模式進行了深入研究。吳剛說，未來兩艘破冰船可以組成編隊，信息共享、優勢互補。「雪龍」船以物資運輸為主、科考為輔。新船將以科學考察為主、物資運輸為輔。兩船間可建立有效的信息溝通和共享平台、人員物流轉運介面和平台、救援系統聯動平台。在清水區航行以「雪龍」船為主，進入冰區新船在前破冰開道。兩艘船也可以單獨執行任務，在不同時間段，「雪龍」船進行南極物資運輸，新船則開展冰區科考作業。

「通過深入了解各項科考作業對船舶設計的要求，極地環境對船舶以及實驗室系統在設計、操作和維護方面的特殊要求，我們有信心把新船設計得的更加完善，新「雪龍」一定能夠英姿勃發地馳騁在嚴寒冰海間。」吳剛說。