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走近万米载人潜水器支持保障母船“探索二号”

2020-07-27 10:12:41 来源: 新华社 作者: 刘峰 杨义兵
摘要:保障母船,顾名思义,就像一位母亲一样为深海潜水器提供支持保障。

  原标题:走近万米载人潜水器支持保障母船探索二号

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图为停靠在三亚崖州湾科技城南山港码头的“探索二号”(资料图片)

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图为由中国船舶集团有限公司七〇四所自主研发的CTD吊放装置(资料图片)

  走进海南三亚崖州湾科技城南山港码头,在蓝天白云与海水碧绿之间,一艘绿白涂装的科考船静静停靠岸边,船首的四个白色大字——“探索二号”在阳光下熠熠生辉。这就是我国首艘全数配备国产化科考作业设备的载人潜水器支持保障母船。

  保障母船,顾名思义,就像一位母亲一样为深海潜水器提供支持保障。深海潜水器要想在千米级至数千米级深度自由探索,必须有母船的全力保障。可以说,哪里有深海潜水器,哪里就有支持保障母船的身影。

  自2002年深海载人潜水器被列为国家高科技研究发展计划重大专项以来,我国深海载人潜水器取得长足发展,诞生了如“蛟龙”“深海勇士”以及万米载人潜水器“奋斗者号”等比肩国际先进水平的深海潜水器。作为可为万米载人潜水器提供支持的保障母船,“探索二号”于今年6月底在南山港正式入列,它将和“深海勇士号”等潜水器相互配合,为我国深远海科学考察提供强大技术支持。

  强大性能保障海上战略安全

  2018年12月,海南省深海技术实验室选择了一艘福建省马尾造船股份有限公司刚完工的工程船,作为深海深渊智能装备作业与全海深载人潜水器海试保障船,定名为“探索二号”。历时18个月的增改建,今年6月25日,“探索二号”正式交付出厂。

  改造后的“探索二号”船保留了工程船的优势,还增加了深海科考作业的能力。船身总长87.2米,型宽18.8米,型深7.4米,满载排水量6832吨,采用船舶综合电力推进系统,海上连续工作最远距离(续航力)大于15000海里,海上连续工作最长时间(自持力)不低于75天。

  船上设置有多个科学实验室,可搭载包括万米载人潜水器在内的科考设备,还可搭载60名科考队员开展海上科考任务。这些强大性能,保证了“探索二号”既能承担大部分的深远海常规科学考察任务,也能为万米载人潜水器提供支持保障。

  在海上,特别是复杂海况条件下进行科考活动,需要船舶有更高的安全性、操纵性、稳定性。“探索二号”船配备两台艏侧推进器和两套全回转舵浆,使其在科考时能精确保持船位状态,又兼备调头机动灵活、原地倒车回转快速,制动性能优良、航行安全可靠性高等优点。

  同时,“探索二号”船采用了达到国际先进水平的DP2级动力定位系统,可实现船舶在复杂海况下的定点定位及目标跟踪的功能,不受作业区域水深限制。目前,“探索二号”是全球最大作业水深的作业型载人深潜科考装备。

  21世纪是海洋的世纪。随着现代科学考察发现,海面6000米以下同样是一片生气勃勃、生机盎然的世界。开展海上科考特别是探索深海深渊是保证国家能源安全、拓展经济社会发展空间的迫切需求。中国船舶集团有限公司七〇二所副所长、万米载人潜水器总设计师叶聪表示:“海底蕴藏了丰富的资源,探索海洋、保护海洋、经略海洋,建设海洋强国,都与深潜密切相关,高技术深潜装备可以帮助我们更好地绘制深海‘藏宝图’。”

  近年来,我国无人潜航器成果卓着并且处于世界先进水平:首台实用化6000米自主水下机器人“潜龙一号”,4500米级的自主水下机器人“潜龙二号”,首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器“蛟龙号”以及万米载人潜水器“奋斗者号”……而此次“探索二号”船的正式入列将为我国探索海洋、保护海洋、经略海洋提供又一强大技术保障利器,对我国海洋战略安全起到积极促进作用。资料显示,“探索二号”原本是为了保障中国最新的万米级深海载人潜水器“奋斗者号”所专门建造的母船。目前该船配备的潜水器包括了万米级的“奋斗者号”和4500米级的“深海勇士号”。

  关键装备实现全面国产化

  作为我国首艘全数配备国产化科考作业设备的载人潜水器支持保障母船,“探索二号”的最大亮点无疑是装备的全面国产化。

  有关资料显示,几十年来,我国科考船的一些水面支持装备一直被欧美国家所垄断。而“探索二号”的交付,使这一现象得到了改变。从伸缩折臂吊、CTD吊,到全海深地质绞车、6000米光电缆绞车,再到水声通信、水声定位、多波束等深海声学设备,“探索二号”共增装14台全国产化科考装备,彻底摆脱了长期以来对国外生产厂家水面支持装备的依赖,标志着我国在全海深科考作业装备能力上又进一步。

  中国船舶集团有限公司七〇四研究所(以下简称七〇四所)是参与研制“探索二号”船国产化科考设备的主要单位,主要负责研制“探索二号”船上的科考作业水面支持系统,包括液压折臂吊、CTD吊、全海深地质绞车、6000米光电缆绞车等。

  七〇四所相关工作人员表示,以CTD吊放装置为例,这是测量万米深海环境的专用装置,作为科考作业水面支持的关键装备,曾长期被国外“卡脖子”。去年年底,七〇四所自主研发的CTD吊放装置通过验收,使得这一深海装备迈入国产化时代。

  该装置是目前世界上单节伸缩行程最长的吊机产品,在设计上采用紧凑结构形式,布置于舷侧,通过曲柄摇杆摆动机构、矩形截面伸缩臂以及浮动滑块结构设计,实现承受大横向载荷。

  今年4月,七〇四所又成功研制出国内首台全海深地质绞车,实现了万米深海科考绞车国产化的研制。该绞车采用变频驱动的方式,设计最大投放深度达11000米,可供科考人员在全世界范围所有海域最大海深处进行地质取样。

  此前我国科考船上进口万米深海地质绞车均达不到全海深作业能力,这项突破使得我国成为全球第三个可以在全球最深海域展开地质取样的国家。

  科学布局彰显以人为本

  登上“探索二号”,瞬间就能让人感觉到设计建造者对船上科研保障工作的高度重视。

  “探索二号”船载重吨位大,比原有工程船新增三层甲板,这样的增改建使实验区的面积大为增加,新建如化学、地质、综合、生物等多个实验室,其次增加了2个样品储藏间,便于大批量储藏深渊深海样品,生活区的整体范围也得到增大,相应的科考队员住舱面积也得到增加。

  为保证科考队员长时间出海能吃上新鲜的蔬菜,“探索二号”船配备了冰温保鲜系统,通过精确的温度控制,使各种类型的蔬菜保鲜期从20天左右延长到45-70天。与常规的煎炒熘炸等工序在同一个厨房完成不同,“探索二号”船同时配备一个煎炒厨房和一个面点厨房,可以全时段提供品类齐全营养丰富的食物,充分保障船上所有科研人员的饮食所需。此外,船上的住舱内基本生活设施也是一应俱全,完全能满足科考队员长期海上作业的生活需求。

  如果说“探索二号”船生活区各项配置的匠心独运是为了保障科研人员高质量的衣食住行,那么对船上实验室设置的细致划分,则充分展现了“探索二号”船对科研工作的严谨认真。

  比如,“探索二号”船的地质实验室设置在离后甲板最近位置,也是离绞车最近的位置。

  为什么这么设计?

  福建省马尾造船股份有限公司“探索二号”船项目经理吴兰飞介绍,采集深海岩石是科考船的一个重要工作,但地质学样品如岩石一类,重量达到几十甚至数百千克都屡见不鲜。样品来之不易,可运输过程中却很容易产生损耗。所以,“探索二号”船把实验室放在离后甲板最近的地方,还专门为该实验室开了一个运输门,这样样品抬进来比较方便,距离也更短,保证了地质样品在出水后第一时间直达实验室,尽可能降低损耗。而离绞车近,则是便于靠港后吊装上岸。

  科学合理的设计离不开设计和建造团队的努力。事实上,从设计到生产,相关团队在半年的时间里完成了近百个设计方案,反复修改,才让“探索二号”最终在舱室空间利用率、作业甲板布局优化等方面均趋于最优状态。

  “探索二号”船的增改建过程,相当于再重建一艘新船,彼时困难重重。“高技术含量的科考改装涉及的参研单位多,涉及的改装任务重,涉及的系统又相对比较综合复杂,我们光是设计就花了6个月。”福建省马尾造船股份有限公司总经理曾金柱说,“这个改装过程,就全国来说可能是第一个。”


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