“雪龙2号”极地科考破冰船深度解析
1. “雪龙2号”简介
1.1 背景与设计
1.1.1 极地科考的重要性
- 极地作为地球上最后一片未开发的领域，具有极高的科研价值。
- 极地气候变化对全球气候有重要影响，因此极地科考对研究全球气候变化具有重要意义。
- 我国积极参与极地科考活动，旨在提高国际影响力，并为本国科研提供数据支持。
1.1.2 “雪龙2号”设计原则
- “雪龙2号”在设计上采用了“与国外联合设计，国内建造”的模式，确保了设计理念的前沿性。
- 设计过程中注重科考作业的需求，确保“雪龙2号”具备强大的科考能力。
- 在确保科考功能的基础上，兼顾了船体结构的安全性和经济性。
1.2 性能参数
1.2.1 船体参数
- “雪龙2号”船长122.5米，型宽22.32米，设计吃水7.85米，设计排水量13000吨级。
- 采用2台7.5MW破冰型吊舱推进器，确保了强大的破冰能力。
- 航速12~15节，续航力20000海里，自持力60天，保证了远洋科考的续航能力。
1.2.2 科考设备
- “雪龙2号”配备了大量先进的科考调查设备，包括大气、水体、海冰和海底等多目标对象的调查分析设备。
- 船上还装备了CTD/行车综合吊，可实现CTD采水器的收放作业。
- 借助更强的破冰能力，“雪龙2号”能够比“雪龙”号更早进人、更晚离开极地区域，延长科考作业时间。
2. “雪龙2号”舾装设计概述
2.1 设计范围
2.1.1 舾装设备
- 舾装设备包括常规舾装设备、科考作业支撑系统和部分船载探测设备。
- 室外设备需兼顾防寒设计的要求，增加了设计难度和设计工作量。
2.1.2 设计原则
- 设计原则包括外形美观大方、布局合理紧凑、结构简洁轻巧。
- 室外设备应具有低温环境适用性，使用可靠性和易于维护性。
- 考虑人性化设计，兼顾操作习惯、环境舒适、健康安全等因素。
2.2 配置特点
2.2.1 常规舾装设备
- 包含组合式锚机、系泊绞盘、艏侧推、甲板吊机、电梯及升降机、救生/救助艇及艇架、救生筏及筏吊、外加电流阴极保护装置等。
- 这些设备在普通科考船的基础上，增加了对室外设备的防寒设计要求。
2.2.2 科考作业支撑系统
- 新增具有极地科考船特点的月池系统，使船在极地冰区海域仍能安全进行水下科考作业。
- 温监深剖面探测系统（CTD）/行车综合吊在常用CTD吊型式的基础上，组合了月池车间行车吊的需求，兼具平移、旋转和俯仰等功能。
2.2.3 船载探测设备
- 配置延续综合科考船的特点，包括各种大气、水体、海底和深海探测设备。
- 为满足极区科考的要求，增加了海冰探测、积雪探测以及海/冰/气界面湍流通量观测等设备。
3. “雪龙2号”舾装设计要点
3.1 防寒设计
3.1.1 设计服务温度
- 基于南北极夏天环境温度统计数据，将设计服务温度确定为-30℃。
3.1.2 设备材料选择
- 金属材料需根据材料级别、设计服务温度、板厚等参数来确定所适用的钢材钢级。
- 非金属材料在选择时需充分考虑到材料在低温环境下的适用性。
3.1.3 设备设计中的防寒考虑
- 甲板机械设备在设计中充分考虑到防寒要求，如甲板吊机、尾部A型架、舷侧π型架等。
3.1.4 通道设计中的防寒考虑
- 室外脱险通道和主要室外工作区域作为防寒设计对象，如室外逃生路线上的斜梯、露天逃生小舱盖等。
3.1.5 其他除冰防冰措施
- 在艏部和艉部露天甲板设置固定的、可快速连接的蒸气接头。
- 在直升机甲板设置热水除冰措施。
3.2 通道布置
3.2.1 脱险通道布置难点
- 科考船脱险通道布置相对复杂，考虑通道数量和规范要求。
3.2.2 规范要求
- 脱险通道分为控制站、起居处所和服务处所，以及机器处所两大类。
- 客船和货船在脱险通道要求上存在差异，科考船需按照更严格的要求进行设计。
3.2.3 “雪龙2号”通道布置
- 主甲板以下和主甲板以上两个舱室区域，以水密横舱壁和主竖区作为分隔。
- 控制站、起居处所和服务处所内脱险通道需满足FSS规则要求。
3.3 艉部主甲板综合布置
3.3.1 艉部主甲板的重要性
- 面积约为600平方米，是“雪龙2号”最重要的室外作业区域。
