英國新一代科考破冰船

秦 琦

2015年年底，英國訂造了一艘新一代科考破冰船，以增強英國在極地的科考能力。該型柴電推進船船長125～130米，可以提供最廣泛的極地科考和數據分析任務，包括配備尖端的海洋機器人和航空系統(tǒng)以及為南極科考基地提供再補給能力。新一代多功能極地科考和后勤保障船項目由NERC英國南極調查局（BAS）資助，既可以為英國在南極的5個科考站提供后勤保障，又可以在極地區(qū)域承擔多學科科考任務。

作為英國政府未來五年科學研究預算的一部分，該型極地科考船舶以及相關設施的設計、建造和運營投資超過2億歐元（3.04億美元），其中設計和建造費用約為1.7億歐元（2.58億美元）。目前該型船的具體參數尚未確定，但預計2018年交付給英國自然環(huán)境研究理事會（NERC），屆時將躋身全球最大和性能最優(yōu)的科考船行列。新建合同招標工作已于2015年3月開始，11月確定訂單，在完成試航后預計2019年9月投入使用。

據了解，新一代破冰船最終將承擔英國2艘極地船舶——99米的“James Clark Ross”號和80米的“Ernest Shackleton”號作用，“James Clark Ross”號是一艘專用的冰級研究/后勤保障船舶，主要負責在北極、亞北極和南部海域的科考任務，“Ernest Shackleton”號主要用于極地后勤保障。報道稱，新項目源于政府部門對技術和操作性能提高的需求，以確保未來英國極地科學和認知在國際上的競爭力。相比于現有船舶，新科考破冰船將具備更大的破冰能力和續(xù)航力。船上配備有直升機設施，可增大地理研究范圍。性能的改善可以降低在這些地區(qū)進行研究的風險，可以開展現有船舶無法進行的科學研究。

該型船將支持海洋學、海洋生態(tài)系統(tǒng)、地球物理學以及其他研究任務，有助于感知極地環(huán)境的變化。先進的船舶性能將有助于提升英國在科考領域的國際領先地位，了解遠程環(huán)境對全球氣候變化的影響，獲取政府、商業(yè)以及社會團體所需的相關信息。據了解，英國打造一支技術密集和資本密集的破冰船隊，一方面是展示其在環(huán)境科學上的實力，另一方面是保持其在南極、?？颂m群島、南喬治亞島和南桑威奇群島的長期存在。

船體強度標準、動力、船型將確保該船能夠在更深的浮冰區(qū)域操作，優(yōu)于英國現有研究船。操作技術規(guī)格書要求船舶能夠以3節(jié)的航速破除最大厚度為2米的浮冰，續(xù)航力達到80天（極地60天）。

設計和工程咨詢公司Houlder負責編制該船的需求說明以及準備和優(yōu)化概念設計。NERC與英國以及國際性的船舶與極地科學團體討論了設計與操縱要求。Houlder公司提交的基本布置圖顯示該船總長125米，寬24米，結構吃水7.5米，總載重噸位為4400t，采用1套多發(fā)動機柴電裝置，確保船舶具備所需的破冰能力，敞水航行速度為13節(jié)，最大服務航速為16節(jié)。該科考船可容納60名科學家和技術支持人員。

4臺主發(fā)電機組將電能輸送給2臺推進電機，驅動雙軸系和螺旋槳。船首配有橫向推力器輔助操縱。在建議的布置中，主機布置在左右舷兩個艙室，中間采用橫向艙壁和滑動水密門隔離。該布置還設有2間主配電室和2間推進配電室。主機和驅動的這種布置方案可以確保高等級的冗余性和操作靈活性。

該船將配備環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以搜集深水和海面數據，船上還設有多個柔性實驗室，同時提供有集裝箱式實驗室。船上科考設備的混合以及范圍表明了在海洋、空氣和低溫環(huán)境領域內的生物、化學、物理和地理之間的交叉關系。甲板和實驗室的這種多學科搭配對于提供低成本的大型極地科考項目是十分關鍵的。船上設備包括高精度聲學定位系統(tǒng)（HiPAP）、1套能夠在淺水和深水操作的水聲系統(tǒng)、1臺聲學多普勒流速剖面儀（ACDP）、1臺位于船體底部且用于觀察船底水柱的聲納、以及1臺全方位聲納。船上還配備有遠程操作設備（ROV）、水下自動化設備（AUV）、深水觀測裝置和系泊設備，有助于觀測海洋發(fā)展過程和特定海域環(huán)境。這些自主化設備的配備提供了海洋測量多種手段，并獲得極大時空范圍內的大量高分辨率數據，減少船上日常測量需求。預計這些技術的出現將增加未來對此類高性能船舶的需求，因此該型船將成為這些系統(tǒng)和水下裝置（包括NERC公司的“autosub”迷你潛艇機器人）的部署和回收平臺。除了舷外吊運系統(tǒng)，月池也可以用于投放這些機器人系統(tǒng)。

在概念布置中，首部甲板可以實現抬升，進而形成全寬度的直升機降落平臺（位于兩個機庫上方）。NERC稱，直升機可以進行遠距離的研究部署，提供補給，進行空中調查、投放儀表以及對需要經過的浮冰航道進行測量。正是這些原因，近年來大部分極地科考船均配備有直升機甲板和機庫。

在設計草案中，敞開式尾部工作甲板配備有位于右舷的50t起重能力/18米（或20t起重能力/33米）的起重機，并且在船尾配備有2臺5t的起重機，此外還配備有2臺5.5t的起重機。水平艙口可以作為2個1250m3貨艙的通道。

根據歐盟采購法律規(guī)定，新建合同必須進行全球競標。英國受建造能力有限的原因可能會在其他國家建造，例如2013年交付的英國NERC研究船“Discovery”號是在西班牙建造，該 船長100米，5952GT，柴 電推進，投資費用為7500萬歐元（1.14億美元）。