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“东方红3”静静驶来!全球排水量最大的“静音”海洋综合科考船

发布时间:2019-06-29 15:16 来源:未知 编辑:admin

  国家挺进深蓝的又一国之重器在上海建造完成。昨天,新型深远海综合科学考察实习船“东方红3”船在江南造船(集团)有限责任公司顺利启航(交船)。该船是目前世界上最安静、定员最多、经济性、振动噪声、电磁兼容等指标要求最高,作业甲板和实验室面积利用率最大、综合科考功能最完备的新一代海洋综合科考船。

  “东方红3”船是一艘5000吨级新型深远海综合科学考察船,以培养深海大洋创新型人才为首要任务,融合科学研究、科学考察、高新技术研发应用为一体。该船总长103.8米、宽18米,全球无限航区航行,海上自持力长达60天,可连续航行15000海里;载员110人,其中含82名科考人员,甲板作业面积和实验室工作面积均超过600平方米。

  “东方红3”船作为我国自主创新研发和自主建造的新一代科学考察实习船,是国内首艘、世界第4艘获得船舶水下辐射噪声最高等级-静音科考级(Silent-R)证书的科考船,同时也是世界上获得这一等级证书的排水量最大的海洋综合科考船。该项证书的颁发认证标志着“东方红3”船在船舶水下辐射噪声控制方面达到国际最高标准,将是未来一个时期内世界上船载科考仪器设备受船舶振动与噪声影响最小,获取科考数据最为真实可靠的海洋综合科考船之一。该船将以对海洋环境的精准测量而成为“透明海洋”建设的坚实保障。

  最节油的双桨推进科考船:因采用一种与船艏型线一体化设计的多波束导流罩专利设计,在确保多波束测量性能的前提下使得全船阻力减少15%-20%,油耗大大减少,在相同的油舱容积下,续航力大大提高,确保本船能航行到更远的深海大洋进行考察作业。

  最安静的海洋综合科考船:降低科学考察船自身的辐射噪声水平,使得探测时能更加清晰不受干扰,一直是一大难题。“东方红3”船采取全船减振降噪分析和优化设计,对主要噪声源进行分析验证并在工厂FAT试验中进行严格的单项验收,最终确保获得国际上最严格的水下噪声指标,挪威船级社DNV Silent-R船级符号。

  最高精度的全海深地形底貌探测能力:为获得最高精度的全海深地形底貌测量能力,“东方红3”船在国内首次引进两套高分辨率(0.5° x 1 °)的中浅水和全海深多波束系统(国际上仅有一条船安装),设计单位和船厂联合攻关解决了船舶型线设计和建造安装工艺提的关键技术,一举提升了我国在全海深地形底貌的探测能力。

  作业深度覆盖全球最深的马里亚纳海沟:“东方红3”船装备目前国际上最先进的水体、大气、海底探测和遥感信息观测与应用系统,可进行海洋空间多学科海洋要素的快速探测与分析,该船配备有2台10000米以上的CTD 绞车、1台10000米钢缆绞车、1台 10000米光电缆绞车、1台12000米纤维缆绞车大大确保了作业探测的深度和可靠性。

  强大的科考数据和船舶数据网络,实现船岸一体化:“东方红3”船配置独立的科考数据网络系统,并配置双万兆核心。时空同步科考数据采集、传输、存储、处理与集成,数据成果可在线显示与远程传输。配置船岸一体化船舶数据信息网络系统,支持WIFI和有线接入,VSAT船岸实时通讯。船体与船舶关键设备、船体振动与噪声、水下辐射噪声、各类强弱电与各类线缆电磁兼容、以及船舶动态与姿态等各类信息在线监测与报警系统。

  一般的船舶只关注舱室的空气噪声,那是为了让船员睡个好觉或是有个舒适的工作环境。科考船可不仅仅只关注船上环境的舒适程度,它还要保证自身噪声最少地向水下传播——作为研究海洋科学的船舶类型,科考船上安装了大量精密声学仪器,他们就像安装在船底的一个个“千里眼”,通过向水中发射和接收声波来看清几千米甚至万米以下水深的地质地貌,这些声学设备能力越强就越“娇贵”,希望外界干扰越小越好。

  “东方红3”船的首部区域安装了全球最精密的多波束声学设备,为了匹配这种高配置,船东中国海洋大学提出了本船需满足水下辐射噪声SILENT-R的高要求。“要知道,当时国内科考船水下噪声研究刚刚起步。打个比方来说,以前要求仅是通过大学四级,而这次则是要我们高分考过雅思。”设计方中国船舶工业集团公司第七〇八研究所的科研人员告诉记者。

  这一要求让中船七〇八所的设计师们眉头紧锁。水下辐射噪声的要求是全船系统性、全面性的要求,会对船舶线型及附体形式、船体结构设计、设备选型和布置和建造工艺等各方面产生影响,任何环节都来不得半点疏漏。为此,七〇八的设计师们一方面加强自身技术钻研,一方面联合DNV船级社、国内外各优质设备/系统供应商,从方案设计初期就进行减振降噪顶层规划、全程把控,总结出低噪音螺旋桨设计、主发电机组双层隔振设计和低速超静音推进电机选型三大关键技术,确保了这艘最安静的海洋综合科考船能够“听得清、看得明”。

  值得一提的是,“东方红3”船静音螺旋桨同样由七〇八所自主研发设计。螺旋桨辐射噪声是全船最主要的水下噪声源,能否设计出静音螺旋桨对全船噪声控制起着决定性作用;且排水量越大,导致螺旋桨静音设计难度就越大。

  设计SILENT-R螺旋桨不仅是国内首创,也意味着达到国际领先水平。从前期的推进系统方案论证到一轮又一轮的螺旋桨优化设计,从性能计算到模型试验验证,从参加实桨加工到实船试航,七〇八所螺旋桨设计组经过五年多的技术攻关和不懈努力,终于交出了满意答卷。

  除了低噪声,该螺旋桨的其它性能也非常优秀。根据国际权威水池提供的模型试验报告,对该桨性能给出了最高级评价,桨效率比库存桨提高8.2%,航速优于指标要求;实船的航速、轴功率、振动、舱室噪声测试结果也一一验证了模型试验预报结果。

  “东方红3”船水下噪声控制的成功,既保证了船东用船的需求,也为后续科考船的水下噪声设计提供了非常宝贵的经验,必将引领船舶设计中以降低水下辐射噪声为目标的计算评估和控制技术研究,以及针对船舶建造完成后水下辐射噪声的实船测试方法研究,为今后我国科考船水下噪声新规范规则的制定提供更多话语权、为将来更多船舶满足这些新要求提供充足的技术保障。

  从2013年可研批复至今,“东方红3”船项目已走过了六年。项目实施过程中,船东中国海洋大学精益求精、踏实严谨,建造厂江南造船勇挑重担、工艺精良,七〇八所研发设计团队技术精湛、勇攀高峰,七一一所、上海交通大学、中国船级社、挪威DNV GL船级社、国内外知名供货商的通力合作,这些都为“东方红3”船今日的成功交付奠定了坚实基础。

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