“雪龍2”號：身懷絕技，破冰前行

李忠東

2024年元旦凌晨，備受矚目的身披中國紅的“雪龍2”號破冰船再次駛向南極，在南極洲的浮冰區(qū)犁開一條水道，一路向南，拉開我國第四十次南極考察的序幕。1月4日下午，“雪龍2”號到達作業(yè)海區(qū)——阿蒙森海。

獨特設計多

“雪龍2”號是我國第一艘自主建造的極地科學考察破冰船，于2019年7月交付使用，填補了我國在極地科考重大裝備領域的空白。它長122.5米、寬22.3米，吃水7.85米，能夠在3.704～5.556千米/時的航速下，在1.5米厚的冰層加0.2米的雪層環(huán)境中航行，可在原地自由進行360°轉向，續(xù)航力達到37040千米。在額定人員編制的情況下，中途不補給，最長可以在海上連續(xù)活動60天。

“雪龍2”號由4臺總功率達23000千瓦的柴油發(fā)動機發(fā)電為主動力推進裝置及全船生活科考設備供電，還配備了空壓機、變頻水泵、鍋爐經濟器等先進的機電動力輔助設備，以及先進的海洋調查和觀測設備，為日常航行、破冰引航、船站輸油、科學考察等提供了有力保障。它還設計了兩個直升機機庫以及起降直升機的停機坪。

為了提高破冰效率，“雪龍2”號設計成長距較短但橫距較為寬展的錘子形船體，并進行了船頭加固，產生較為明顯的傾斜角，以保證船能夠順利攀上冰層。由于近極地水質較為特別，在鍍層以及材料選擇方面，充分考慮了防撞抗寒與防腐蝕等因素，船體入水部分用合金材料打造的鋼結固定。

船艉中部的“水密月池”是一個凈寬3.2米、深達底層甲板的正方形“井口”?？瓶純x器設備可以從船甲板直通海底，即便是在100%海冰覆蓋的海區(qū)，也能進行采樣作業(yè)。另外，160平方米的作業(yè)月池車間可滿足設備轉運、舷外水文生物和CTD作業(yè)（測量海水溫度、鹽度、壓力、溶解氧）的需求。“水密月池”實現完全水密封，極大地提高了操作效率和安全性。

破冰能力強

作為全球第一艘艏艉雙向破冰船，“雪龍2”號無論前進還是后退都可航行。

船艏安裝有一個破冰艏柱，全靠它與冰塊進行“廝殺”，前進時可以通過撞擊將厚厚的冰面撕裂開來。如果把“雪龍2”號比作一把“匕首”，那么，破冰艏柱就是“匕首”鋒利的“刀刃”。破冰艏柱的材料比較特殊，由耐低溫高強鋼EH36打造，能夠在零下40多攝氏度的環(huán)境中保持足夠的強度與韌性。它長約5米，厚度達到100毫米，焊接時需要數十人同時操作，工藝難度高。否則，它在撞擊冰層的時候，焊縫就有可能發(fā)生變形、撕裂的現象。

船艉裝有兩個141噸重的螺旋槳，通過高速旋轉的力量將冰層劈碎，能實現在20米當年冰冰脊（含4米堆積層）加20厘米雪層不被卡住，可實現無限航區(qū)的包括極區(qū)的航行和作業(yè)。

智能程度高

“雪龍2”號是一艘智能化船舶，裝備了智能船體、智能機艙、智能實驗室及智能穿戴等，在船舶的全生命周期內，不僅“身體健康指數”實現智能化監(jiān)管，還能在破冰航行時給駕駛員提供輔助決策建議，通過傳感器等設備協助駕駛員選擇最佳航線，規(guī)避冰山。

“雪龍2”號采用DP-2動力定位系統，在艏部配備有兩臺1200千瓦槽道式側向推進器，加上艉部兩個大功率吊艙推進器的聯合作用，能使船在四級海況（波浪具有很明顯的形狀，到處形成白浪）實現定點定標，同時具有較高的可靠性和冗余度，滿足科考調查和惡劣海況的應急需求。

“雪龍2”號的電力系統精密而且繁復，全船由中壓電流支撐，配備有190根電纜和380個轉接頭。如果把電線拉直，總長大約是北京到濟南的距離。在精細的設計編排下，它們各司其職，驅動這個巨大的智能體。

船體內表面每隔一定距離安裝一個應力檢測傳感器，共計365個，實現全船信息的全方位智能感知、獲取、交換和展示，再基于計算機技術、自動控制技術和數據處理與分析技術，實現船舶和科考的智能化運行和輔助決策。傳感器的設置仿佛給船體覆上了一層靈敏的智能“神經系統”，可以時刻感知外界的動態(tài)，了解哪個位置碰撞最厲害、什么航速下需要減速。另外，每一個被冰刮過的地方都留存有數據，經年累月，可以知道船體哪一塊磨損嚴重需要更換，以此保證船的安全性。