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船体控制-今年有望与“雪龙”号组成极地科考破冰船队

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【李冰冰瓶盖挑战】

“基於公司現有的公務科考船型工藝技術體系,我們從船型本身的固有特點著手,從極地破冰、大洋科考以及總體要求三個方面進行關鍵技術分解。”趙振華說,經歷無數個不眠之夜,團隊完成了17項關鍵技術研究與應用,編製了7891份設計圖紙,撰寫了287份技術協議與70多份專項工藝材料。

(科技日報北京7月10日電)

江南造船(集團)有限責任公司“雪龍2”號總工藝師趙振華帶領團隊,通過構建數字樣船,在生產設計過程中逐步細化落實基本設計和詳細設計方案,並時刻跟進建造狀態,確保圖紙變為實物過程中無誤。

中國需要一艘新的極地科考船,這一想法在2008年醞釀成熟。2009年6月,國務院專題會議批准立項,並確立“國內外聯合設計、國內建造”的原則,要求選擇國內和國外在破冰科考方面最強的設計公司開展合作。

“雪龍2”號船長趙炎平告訴科技日報記者,相比“雪龍”號,“雪龍2”號最大特點是結構強度滿足PC3要求,雙向破冰,並且均具有以2—3節船速、連續破1.5米冰加0.2米積雪的能力,為國際極地主流的中型破冰船型,且為全球第一艘採用船艏、船艉雙向破冰技術的極地科考破冰船。這意味著我國極地考察區域和季節得到了極大拓展和延長。

本報記者 陳 瑜7月11日,中國“航海日”,我國首艘自主製造的極地科考船“雪龍2”號將交付給自然資源部中國極地研究中心,今年有望與“雪龍”號組成極地科考破冰船隊,編隊赴南北極進行科考和後勤補給,提高我國在極地海冰區開展考察活動的能力。

值得一提的是,“雪龍2”號的船體和設備上,共安裝設置了7000多個智能感應點,智能機艙能通過傳感器等設備進行船體全壽命監測,智能船體可以自動進行“健康體檢”,並收集船體鋼板與冰面的摩擦數據,吳剛說,這將為今後設計製造新船型提供參考。

“雪龍2”號全船管系達22000餘根、電纜敷設480餘公里、舾裝件84000餘件、設備總數達到421台套,重量重心控制難度極大。江南造船(集團)有限責任公司成立重量重心控制小組,編製專項控制方案、實施細則以及超差處理程序,完成近20份控制文件編製,形成各個階段數據跟蹤表庫,對2400塊鋼板測厚,131個分段、200個主要設備稱重,以確保“雪龍2”號重量重心指標得到有效控制。

高精度 設備安裝誤差以毫米計算

對於這種中外合作方式,他特別強調說,這次不是接力棒式的合作,也不是簡單地買國外圖紙,中外雙方是互相伴隨的高度融合的搭檔。在整個過程中,中國極地研究中心、江南造船廠以及中國船級社也做了大量工作,“雪龍2”號建成後,將擁有雙船級。

中西合璧 “搭檔”式聯合設計

此前,作為非極地國家,我國已做了很長時間的鋪墊工作。1978年,當時的第六機械工業部第七研究院第七〇八研究所(七〇八所前身)的多名資深前輩,就開始搜集破冰船的相關素材,並形成《國外破冰型考察船資料彙集》。從1984年執行首次南極科考任務開始,我國也已積累了30多年的極地科考經驗。

“從構思、調研,到聯合設計和自主建造,對我們和船東來說,就像孕育一個新生兒,毫無經驗懷胎十年,其中的迷茫、艱辛、喜悅難以用語言表達。”中船集團第七〇八研究所(以下簡稱七〇八所)研究員、“雪龍2”號總設計師吳剛無限感慨。

“畢竟這是我國第一艘真正意義上的破冰船,難就難在這是我們沒走過的一條路,船舶的使用環境、年限要求又特別高,我們尋找一位同行者,也是為了給這個重大項目上一份‘雙保險’。”吳剛告訴記者,“雪龍2”號的基本設計由國外參與方阿克北極公司主導完成,但基本設計中的敞水性能改進和科考設計部分、詳細設計、施工設計、建造工藝等均由國內設計院、船級社、船企等完成。從對接、研討、改進到敲定方案,與外方幾輪交流下來的圖紙意見清單PCF就超過1000來份。

重達13000噸的“雪龍2”號採用總段建造法,將船體分為131個分段,再將分段總組成11個總段,11個總段按照從艉向艏、從下往上的順序進行合攏。

為保證能穿透數米厚的冰層,“雪龍2”號船體使用了特殊鋼材,外殼最厚的地方達100毫米,比常規船舶板材厚三至五成。要將外殼厚度大的板材光滑折彎為曲面,十分考驗研發、設計、製作全流程的技術水平。趙振華說,在“雪龍2”號製造過程中,團隊採用國內首套三維數控彎板技術,將以往工人需要幾天才能加工成形的彎板,在3個小時內折彎設計成型。在製作環節,從細節著手提高焊接質量和安裝精度,比如在進行10米長全海深多波束底座裝焊時,平面度控制在2毫米範圍內。

受限於破冰能力,國際上絕大多數基於考察船的極地科學考察工作,主要集中在夏季。但即使在夏季,他們仍被阻擋在南極大陸外圍數十公里的陸緣冰區域,或北極點附近的北冰洋中心區。這也包括我國於1994年首航南極的“雪龍”號。