全球最大靜音科考船“東方紅3”號今日交付
科技日報記者 陳瑜
5月30日，“東方紅3”號交付。
“‘東方紅3’號是世界上獲得挪威船級社水下輻射噪聲最高等級——‘靜音科考’級認證證書、排水量最大的海洋綜合科考船。”“東方紅3”號總設計師、中國船舶工業集團有限公司第七〇八所研究員吳剛告訴記者，該船多項指標國際領先，特別是低噪音控制指標達全球最高級別，“當船行駛時，水下20米以外的魚群都感覺不到。”
螺螄殼裏做道場
總體專業是整個設計環節的起始點和抓總者，工作貫穿整個設計始終。總體專業主任設計師曲寧寧被吳剛形容為總設計師的左膀右臂。
曲寧寧說，作為一種高技術船舶，科考船的設計和建造難度較大，設計建造週期通常在4到6年，有的甚至達到了10年，是常規商船的好幾倍。原因是，與常規船相比，科考船的方案論證、界面協調、設備定制設計、佈置優化調整的工作量要多很多。
科考船總佈置設計首先要解決“兼顧”問題：在滿足法規要求的前提下，兼顧船舶系統與科考系統，實現科考功能的最大化。
在設計師看來，“兼顧”也是最難的。在主尺度和線型基本確定後，加上總體設計必須確保的作業視線、採樣潔凈度、振動噪聲、電磁相容等，各個系統的特殊要求，總佈置屬於“螺螄殼裏做道場”，必須將船上每個邊邊角角都充分利用。
“本船的總佈置討論前前後後進行了幾十次，僅會議紀要就有幾十頁，厚厚一本，經過項目組努力，最終使本船的實驗室面積和工作甲板的利用率均達到了同型船中的最高。”吳剛說，“東方紅3”船具備了盡可能多的可擴展功能，5000多噸的排水量可完成7000噸科考船的任務。
多項技術領先行業
科考船的排水量較小，一般只有幾千噸，空船重量的調整空間較小，因此對每一項設備的重量控制指標要求都很嚴。
船舶下水時，通過傾斜試驗，可以確定船舶最終的空船重量重心。這也是設計師最緊張的時刻：空船重量如果估算過輕，會影響科考負載指標、船舶科考功能，此外需額外消耗更多壓載水進行調整，這並不經濟。
“東方紅3”號正式傾斜試驗完成後，空船實測重量比初始預估減輕了0.6%，重心高度略有下降，縱向位置向更有利配載的尾部略有移動，非常好的實現了科考船的浮態控制難題。
“這也說明項目團隊已較好掌握了科考船又一項關鍵技術——‘空船重量重心控制技術’。”吳剛告訴記者，其中的秘訣，既因為對整船做好了全局性規劃，還因為對空船重量重心統計做到了前所未有的詳細。“以前一般船型將全船系統和設備分成三四百項，對小項則做合併處理，對‘東方紅3’號的統計則分成了800多項，最輕的設備只有幾十公斤，最關鍵的是設計單位和建造船廠建立了統一動態的重量重心控制流程和體制。”
在概念設計階段，船東中國海洋大學花了近一年半的時間，在考察了多艘國際先進科考船後，參照各船指標，希望能夠建造一艘“能夠保持長時間的行業領先地位”的船舶，並結合自身需求，提出了個性化的需求。
科學家發現，船上普通電源所產生的電磁干擾，會影響精密實驗儀器的工作。電磁相容是“東方紅3”號的一個創舉。它在國內甚至全球首次提出科考船上“潔凈電磁環境”概念。設計團隊聯手上海交通大學電子資訊與電氣工程學院的專家從基礎突破，不僅滿足了用戶要求，還梳理出相應的規範和標準。
為實現“東方紅3”號世界一流的目標，設計團隊還調動起了全球研發資源：新船史無前例地安裝了五台萬米級科考絞車，為此美國廠家專門改進了產品設計；為使船載實驗室達到目前科考船實驗室潔凈度最高要求，空調系統供應商也一改常規，採用了全新設計…
青年骨幹快速成長
41歲的吳剛慶倖自己生活在一個科考船發展的好時候。年輕的他有著多艘科考船的設計經驗，參與或主持了“海洋六號”、“科學”號、“向陽紅01”和“向陽紅03”“中山大學”號、“雪龍2”號等多型國內重要先進科考船的研發設計。
上世紀70年代，在“走向三大洋”號召指引下，我國興建了一批科考船，最典型的是誕生了“遠望”系列和“向陽紅”系列科考船。這些科考船多由擁有科考船設計優良傳統的七〇八所領銜設計。但從上世紀80年代以後的近30年裏，除了從國外買進改造的“雪龍”號，我國只新造了“東方紅2”號等少數幾艘船。
任務量長期不足，這也造成了人才斷層。不足35歲，這是“東方紅2”號設計團隊的平均年齡。
成長很快的湯清之，是被破格提拔獨立承擔舾裝和科考專業的主任設計師。
一個星期加班120小時，被吳剛笑言沒時間談戀愛的結構主任設計師王偉飛是團隊裏與其他部門溝通界面最多的人。接手項目時，王偉飛還不到30歲，這也是他第一次擔綱如此重要型號科考船項目的結構主任設計師。
空船重量重心控制技術就是由曲寧寧和王偉飛春節期間加班主導完成的。僅此一項設計，就為用戶增加了約200噸的載重空間。
經歷“東方紅3”號項目歷練，年輕的設計團隊得到了很好的鍛鍊，各專業都涌現出了不少青年骨幹。
“七〇八所的設計團隊很年輕，但設計師非常敬業、業務能力也很強，工作一絲不茍。”說這話的是中國海洋大學“東方紅3”船建設工程部項目總指揮趙軍和技術總監于勝。
2004年，張炳炎院士在有生之年感慨，現在趕上了科考船發展的好時候，恨不得多活幾十年。
時隔15年，師承張炳炎的吳剛覺得可以告慰恩師的是，這個年輕團隊已經成長起來了。“團隊成員不怕困難、勇於擔當，我想這就是‘遠望精神’的傳承和發揚吧。”
