全球排水量最大的靜音科考船交付 頂級科考利器“東方紅3”駛向大海
日前，由中國船舶工業集團有限公司第七〇八所自主研發設計、江南造船集團有限公司（江南造船）為中國海洋大學建造的新一代海洋綜合科考船“東方紅3”船交付，標誌著我國科考船設計、建造水準獲得了新跨越，也將進一步增強我國海洋科考數據成果在國際上的話語權。
建造難度大
“東方紅3”船是一艘5000噸級新型深遠海綜合科學考察船，以培養深海大洋創新型人才為首要任務，融合科學研究、科學考察、高新技術研發應用為一體。該船總長103.8米、寬18米，海上自持力長達60天，可連續航行1.5萬海裏；載員110人，甲板作業面積和實驗室工作面積均超過600平方米。該船是目前世界上最安靜，定員最多，經濟性、振動噪聲、電磁相容等指標要求最高，作業甲板和實驗室面積利用率最大、綜合科考功能最完備的新一代海洋綜合科考船。
作為高技術船舶，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10年，是常規商船的好幾倍。從2013年可研批復至今，“東方紅3”船項目走過了6年時間。投入使用後，該船可以在除了兩極的海域進行全年作業，尤其是可以滿足深遠海的科考要求。
引人關注的是，在交船儀式上，“東方紅3”船正式獲頒DNV GL船級社水下輻射噪聲最嚴苛的SILENT—R證書，成為國內首艘、國際上第4艘獲得SILENT—R證書的海洋綜合科考船，也是世界上獲得這一等級證書的排水量最大的海洋綜合科考船。
“東方紅3”船總設計師、中國船舶工業集團有限公司第七〇八所研究員吳剛表示，該船多項指標國際領先，特別是低噪聲控制指標達到全球最高級別，“當船行駛時，水下20米以外的魚群都感覺不到”。
一般的船舶只關注艙室的噪聲，主要是為了讓船員獲得舒適的工作環境，並能在休息時不受干擾。科考船不只關注船上環境的舒適程度，還要保證自身噪聲最小地向水下傳播，這是由科考船的任務和性質決定的。
為了研究海洋科學，科考船會安裝大量精密的聲學儀器，向水中發射和接收聲波來看清幾千米甚至萬米以下水深的地質地貌，這些聲學設備越精密就越“嬌貴”，外界干擾越小越好。
新一代海洋綜合科考船“東方紅3”船。 （資料圖片）
自主研發強
在概念設計階段，船東中國海洋大學花了近一年半的時間，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“能夠保持長時間行業領先地位”的船舶，並結合自身需求，提出了個性化方案，特別提出需滿足DNV GL水下輻射噪聲SILENT—R的要求。
水下輻射噪聲的要求是全船系統性、全面性的要求，會對船舶線型及附體形式、推進系統、船體結構設計、設備選型和佈置、空船重量重心控制、船廠生產放樣和建造工藝等產生影響，每一個環節都必須精益求精。
七〇八所的設計師們一方面加強自身技術鑽研，一方面聯合DNV船級社、國內外各優質設備/系統供應商，從方案設計初期就進行減振降噪頂層規劃、全程把控。“船的總佈置討論前前後後進行了幾十次，僅會議紀要就有厚厚一本。”吳剛說。
七〇八所的設計師們總結出低噪聲螺旋槳設計、主發電機組雙層隔振設計和低速超靜音推進電機選型三大關鍵技術。減振降噪關鍵要素“低噪聲高效螺旋槳”和“防氣泡船體一體化多波束導流罩”完全自主研發設計。
螺旋槳輻射噪聲是全船最主要的水下噪聲源，能否設計出靜音螺旋槳對全船噪聲控制起著決定性作用。“而且排水量越大，螺旋槳靜音設計難度就越大。”吳剛說。七〇八所螺旋槳設計組經過5年多技術攻關，終於成功研發出靜音螺旋槳，不僅是國內首創，也達到了國際領先水準。
科考船的排水量一般有幾千噸，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。通過反覆試驗研究，設計團隊掌握了空船重量重心控制技術。最終，“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。
設計亮點多
除了是最安靜的海洋綜合科考船，“東方紅3”船還有哪些設計亮點？科研人員告訴經濟日報-中國經濟網記者，“東方紅3”船是一艘“聽得清、跑得遠、看得明、探得深、傳得快”的科考船。
聽得清，是指降低科學考察船自身的輻射噪聲水準，使得探測時能更加清晰不受干擾。
跑得遠，是指“東方紅3”船是最節油的雙槳推進科考船。因“東方紅3”船採用一種與船艏型線一體化設計的多波束導流罩專利設計，在確保多波束測量性能的前提下使得全船阻力減少15%至20%，油耗大大減少，在相同的油艙容積下，續航力大大提高，確保本船能航行到更遠的深海大洋進行考察作業。
看得明，是指“東方紅3”船具有最高精度的全海深地形地貌探測能力。為獲得最高精度的全海深地形地貌測量能力，“東方紅3”船在國內首次引進兩套高解析度的中淺水和全海深多波束系統（國際上僅有一艘船安裝），設計單位和船廠聯合攻關解決了船舶型線設計和建造安裝工藝的關鍵技術，一舉提升了我國在全海深地形地貌的探測能力。
探得深，是指“東方紅3”船的作業深度覆蓋全球最深的馬利亞納海溝。“東方紅3”船裝備了目前國際上最先進的水體、大氣、海底探測和遙感資訊觀測與應用系統，可進行海洋空間多學科海洋要素的快速探測與分析，該船配備有2台1萬米以上的CTD絞車、1台1萬米鋼纜絞車、1台1萬米光電纜絞車、1台1.2萬米纖維纜絞車，大大確保了作業探測的深度和可靠性。
傳得快，是指“東方紅3”船具有強大的科考數據和船舶數據網路，實現船岸一體化。“東方紅3”船配置獨立的科考數據網路系統，並配置雙萬兆核心。時空同步科考數據採集、傳輸、存儲、處理與整合，數據成果可線上顯示與遠端傳輸。配置船岸一體化船舶數據資訊網路系統，支援WiFi和有線接入，VSAT船岸實時通信。船體與船舶關鍵設備、船體振動與噪聲、水下輻射噪聲、各類強弱電與各類線纜電磁相容以及船舶動態與姿態等各類資訊線上監測與報警系統。
這些優點綜合在一起，打造出全球頂級科考利器。（經濟日報-中國經濟網記者 李予陽）
