總設(shè)計(jì)師吳剛表示，“雪龍2”號(hào)對(duì)中國(guó)極地科考是一場(chǎng)“及時(shí)雨”，對(duì)建造重型破冰船將更有信心

吳 剛

1978年3月出生，本科畢業(yè)于華中科技大學(xué)船舶與海洋工程專業(yè)，碩士研究生畢業(yè)于上海船舶及海洋工程研究所，2000年7月進(jìn)入中船七〇八所工作，現(xiàn)任七〇八所民船部主任助理，研究員。擔(dān)任“科學(xué)號(hào)”副總設(shè)計(jì)師，“向陽(yáng)紅01”“向陽(yáng)紅03”“東方紅3號(hào)”“雪龍2號(hào)”等多型國(guó)內(nèi)頂尖科考船總設(shè)計(jì)師。2015年曾參加中國(guó)第31次南極考察。

昨日，上海，江南造船廠碼頭，“雪龍2”號(hào)總設(shè)計(jì)師吳剛站在剛剛交付的科考船前。新京報(bào)記者 王嘉寧 攝

中國(guó)第一艘自主建造的極地科考破冰船“雪龍2”號(hào)即將開(kāi)啟南極首航。設(shè)計(jì)建造這樣一艘全新的極地科考破冰船，歷經(jīng)整整十年。談及它的誕生，中船集團(tuán)第七〇八研究所科考船設(shè)計(jì)專家、“雪龍2”號(hào)總設(shè)計(jì)師吳剛說(shuō)，“對(duì)于‘雪龍2’號(hào)，三門考試（常規(guī)試航、科考試航、破冰試航）順利完成一門，后面還有兩門，希望最后的總分對(duì)得起逝去的老師張炳炎院士，對(duì)得起這么多人加在一起的十年寒窗?！?/p>

“急需一艘更強(qiáng)大的極地科考船”

新京報(bào)：我們?yōu)槭裁匆ㄔ煲凰胰碌臉O地科考破冰船？

吳剛：“雪龍2”號(hào)誕生前，我國(guó)唯一一艘極地科考破冰船“雪龍”號(hào)已經(jīng)服役多年，它是由集裝箱運(yùn)輸船經(jīng)過(guò)多次改裝而成的。以“雪龍”號(hào)的破冰能力，只有等到夏季兩極冰川大面積融化時(shí)，才能到達(dá)考察位置，而且即使是夏季，也無(wú)法深入北冰洋中心區(qū)。由于船型和航次任務(wù)原因，“雪龍”號(hào)的科考與破冰能力都不足以滿足我們極地科考的需求，我們急需一艘更強(qiáng)大的極地科考船。

我國(guó)在南極有中山站、長(zhǎng)城站等科考站，未來(lái)可能還會(huì)建立更多的極地考察站，最迫切需要解決的就是，我們?cè)趺慈サ侥抢?。科考船除了具備抵達(dá)科考站這一運(yùn)輸功能外，它還是一個(gè)非常重要的海洋研究平臺(tái)，可以搭載很多科考設(shè)備，在海上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。這是我們一定要造一艘全新的極地科考船的原因。

新京報(bào)：“雪龍2”號(hào)的設(shè)計(jì)方案是怎么確定的？

吳剛：中國(guó)需要一艘新的極地科考船，這一想法早在2008年就已經(jīng)醞釀成熟。當(dāng)時(shí)，我也跟隨我的老師——如今已故的張炳炎院士，參與到項(xiàng)目的策劃中。2009年6月，國(guó)務(wù)院專題會(huì)議批準(zhǔn)立項(xiàng)，正式啟動(dòng)“雪龍2”號(hào)極地科考船建設(shè)項(xiàng)目，并確定由國(guó)內(nèi)外聯(lián)合設(shè)計(jì)、國(guó)內(nèi)自主建造。

任何一項(xiàng)大工程都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的論證過(guò)程，因?yàn)橐獙?duì)船的功能定位、船型、排水量、造價(jià)估算等進(jìn)行系統(tǒng)的認(rèn)證，每次遇到新難點(diǎn)，或提出自主創(chuàng)新的要求，都需要有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。到2012年，我們基本上構(gòu)思出了“雪龍2”號(hào)的需求輪廓。根據(jù)這個(gè)需求，形成了中英文招標(biāo)文件，最終確定由芬蘭阿克北極公司和七〇八所對(duì)“雪龍2”號(hào)進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)。

新京報(bào)：國(guó)內(nèi)外聯(lián)合設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)是出于什么考慮？

吳剛：主要考慮是在缺少實(shí)船經(jīng)驗(yàn)和冰池硬件方面。國(guó)內(nèi)沒(méi)有設(shè)計(jì)破冰船所需的“冰池”，“雪龍2”號(hào)作為我國(guó)第一艘新型極地科考破冰船，有很多有中國(guó)特色的特殊要求，需要結(jié)合國(guó)外冰池的船型研發(fā)能力來(lái)進(jìn)行探索。

“雪龍2”號(hào)與一般可以批量建造的運(yùn)輸船不同，它是一艘極其復(fù)雜的“特種船”，各種功能都需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行定制，所以我們一定要新造一艘船，而不是改造，更不能照搬國(guó)外已有的船型圖紙進(jìn)行建造。

“最大難點(diǎn)是破冰與科考功能的兼顧”

新京報(bào)：整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，最大的難點(diǎn)是什么？

吳剛：“雪龍2”號(hào)是世界首艘擁有雙向破冰能力的科考船，整艘船最大的難點(diǎn)在于破冰與科考功能的兼顧。

對(duì)于破冰來(lái)說(shuō)，船艏的傾斜角在一定范圍內(nèi)越低越好，但“雪龍2”號(hào)也是一艘科考船，船艏傾斜角太低會(huì)導(dǎo)致航行的時(shí)候科考性能受到極大干擾。船艏?jí)旱蜁?huì)帶來(lái)大量氣泡，一些科考裝備比如全海深多波束的表面是不允許受到氣泡干擾的，否則掃測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)不準(zhǔn)確。

經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，我們最后為“雪龍2”號(hào)的船艏找到了一個(gè)最佳平衡角度，首次在船前部采用箱型龍骨的船底結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了船底重要聲學(xué)設(shè)備避免氣泡和碎冰影響與航行經(jīng)濟(jì)性之間的協(xié)調(diào)。這是決定船型最重要的一點(diǎn)，也是我們自己的一個(gè)專利設(shè)計(jì)。

新京報(bào)：從一艘不夠?qū)I(yè)的極地科考船躍升到世界一流的極地科考船，主要體現(xiàn)在哪些細(xì)節(jié)？

吳剛：既要破冰航行，又要兼顧科考性能，在理念上“雪龍2”號(hào)就與其他船不同。而且，這艘船要以科考為主，科考是目的，破冰是保證，破冰是為了航行到有科考價(jià)值的海域。很多科學(xué)家期待新的科考船能把他們帶到那里，在科考上也實(shí)現(xiàn)一個(gè)大的跨越。

在第31次南極航次中，我在船上看到，“雪龍”號(hào)上的科考人員需要手動(dòng)操作采水裝置作業(yè)，效率很低而且很危險(xiǎn)。在一次科考船論壇上，吳立新院士說(shuō)：“我們希望我國(guó)的科學(xué)家能在船上喝著咖啡，坐在實(shí)驗(yàn)室里，拿到他的海水樣本?！彼晕覀?cè)凇把?”號(hào)上進(jìn)行了很多減少人工的改裝，比如加大尾部作業(yè)的自動(dòng)化程度、船體的智能程度等。

在“雪龍”號(hào)上生活過(guò)以后，我們對(duì)科學(xué)考察實(shí)驗(yàn)室的布局、防寒加熱區(qū)域，哪些地方需要加溫防寒，哪些地方需要加強(qiáng)通訊，都有一個(gè)切身的體驗(yàn)。在“雪龍2”號(hào)上，針對(duì)船上人員的生活起居做了很多人性化的設(shè)計(jì)，比如房間加熱設(shè)施、窗戶雙層保溫、室內(nèi)防滑處理、淡水的充足供給等，讓大家工作得更舒服。

200多臺(tái)套設(shè)備試航半個(gè)月通過(guò)“初考”

新京報(bào)：交付使用前，“雪龍2”號(hào)進(jìn)行了哪些測(cè)試？

吳剛：5月31日開(kāi)始，“雪龍2”號(hào)進(jìn)行了為期半個(gè)月的試航，46個(gè)大系統(tǒng)200多臺(tái)套設(shè)備在海上進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)收，包括船舶操縱性能試驗(yàn)、一人橋樓試驗(yàn)、電力推進(jìn)系統(tǒng)試驗(yàn)、DP2動(dòng)力定位系統(tǒng)試驗(yàn)、無(wú)人機(jī)艙和智能機(jī)艙試驗(yàn)、艙室振動(dòng)噪聲測(cè)量試驗(yàn)、水下輻射噪聲測(cè)量，以及部分科考系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室功能試驗(yàn)，可以說(shuō)高分通過(guò)了“初考”。

新京報(bào)：“雪龍2”號(hào)的誕生，對(duì)我國(guó)極地科考事業(yè)有什么重要意義？

吳剛：“雪龍2”號(hào)既承載和實(shí)現(xiàn)了近40年國(guó)內(nèi)業(yè)界所做的諸多儲(chǔ)備研究工作，也為未來(lái)可能的航線開(kāi)道、科考救援等任務(wù)打下了基礎(chǔ)?？梢哉f(shuō)，“雪龍2”號(hào)對(duì)中國(guó)極地科考領(lǐng)域是一場(chǎng)“及時(shí)雨”。

我們花了10年時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)建造這艘船，大大拓展了目前極地科考的范圍，能夠前往極地更中心海域，也不再只能將科考集中在夏季，春秋季節(jié)也可以前往。而且有了這10年的積累，我們?cè)谝?guī)范、設(shè)計(jì)、建造、材料、設(shè)備各方面對(duì)造一艘科考破冰船有了全新的認(rèn)識(shí)。未來(lái)，我們對(duì)建造重型破冰船將更有信心。

要抵達(dá)中國(guó)中山站——我們測(cè)算過(guò)——至少需要破1.5米厚度的冰，這就是現(xiàn)在“雪龍2”號(hào)的破冰能力。這里所說(shuō)的“破冰”，是一個(gè)連續(xù)破冰且有夾雜多年冰的概念，涉及船型、主機(jī)功率、船的螺旋槳、撞擊能力、造價(jià)等各個(gè)方面，在整個(gè)設(shè)計(jì)上會(huì)完全不一樣。

2015年初，我親身經(jīng)歷了70多天的南極之行。當(dāng)時(shí)坐著“雪龍”號(hào)去南極，因?yàn)榇木窒扌?，一次四五個(gè)月的航程，真正科考時(shí)間卻只有半個(gè)月。時(shí)間窗口沒(méi)法拉長(zhǎng)，就無(wú)法看到很多新的生物季節(jié)變化等科學(xué)現(xiàn)象。所以，科學(xué)家們對(duì)全新的“雪龍2”號(hào)是非常期待的?！?——吳剛

新京報(bào)記者 吳嬌穎