既要超静音 又要高续航力 “东方红3”号设计团队如何做到?
2018-2-13 05:19:59 来源:文汇报 作者:郝梦夷 许琦敏 选稿:王浩也

原标题:既要超静音,又要高续航力,“东方红3”号设计团队如何做到?集全球研发资源造一流科考船

“东方红3”号的下水,标志着我国综合科考船实力达到世界一流水平。(中船集团第七〇八所供图)

  我国新一代综合科考船“东方红3”号日前在江南造船厂下水。作为我国目前排水量最大、定员最多、静音要求最高、综合科考能力最强的海洋综合科学考察实习船,它的下水,标志着我国综合科考船实力达到世界一流水平。

  船舶创新,很难有孤胆英雄。既要超静音,又要在续航力、作业甲板和实验室人均面积上达到世界最高水平,这相当于让5800吨排水量的船只挑战近8000吨级科考船的任务,简直就是“螺蛳壳里做道场”。为实现这个目标,它的设计者——中船集团第七〇八研究所“东方红3”号设计团队是如何做到的呢?

  “中国设计”带动世界最好厂商技术升级

  “能够获得挪威船级社水下辐射噪声最高等级SILENT-R证书的船,‘东方红3’号是国内第一艘,国际上也没几艘。”该船总设计师吴刚的话语中满是自豪,“你知道它的泳姿有多轻盈吗?当船行驶时,水下20米以外的鱼群都感觉不到。”

  在科学家用户的眼中,科考船就是一个漂浮在海上的科学实验平台,所以科考船的全部设计都以提高测量精度、有助于实验准确完成为准则。船体自身带来的噪声干扰越少,某些科学探测的精度就越高。吴刚说:“这要感谢用户——中国海洋大学,是他们对静音的高要求,让我们更有动力追求极致。”

  “东方红3”号安装了目前全球最精密的全海深多波束系统,可高清扫描海底地形地貌。为了不影响设备“视力”,设计团队做了上百次数值模拟和上十次水池试验,甚至远赴国外做第三方验证试验,同时专利设计了导流罩和侧推封盖系统,以确保船行过程中产生的水泡不会影响设备工作。

  为了降低水下辐射噪音,设计团队通过研究论证,与挪威DNV船级社、中船集团第七一一研究所一起制定了螺旋桨、主机、推进电机等设备的振动噪声验收要求。“如果不改进设计、不严格控制,连世界最好的设备生产企业也达不到验收指标。”该船副总设计师方斌说,他们苦苦谈判了一年多,设备供应商终于答应根据指标重新改进产品,并提供新的减振方案。

  为满足“东方红3”号世界一流的目标,设计团队调动起了全球研发资源:新船史无前例地安装了五台万米级科考绞车,为此美国厂家专门改进了产品设计;为使船载实验室达到目前科考船实验室洁净度最高要求,空调系统供应商也一改常规,采用了全新设计……

  “因为我们的钻研和努力,带动了世界最好厂商的技术升级。”该船副总设计师陈晔说,在团队成员参与全球验收或满世界谈项目的时候,她的手机24小时随时可能响起——无论大家身处何处,只要一讨论起来,根本想不起时差。

  不怕别人追赶,就怕自己停滞不前

  科考船的设计建造周期通常在四到六年,有的甚至长达十年,是常规船舶的好几倍。在建设海洋强国的大背景下,科考船一直是船舶行业的翘楚,带动着整个行业的技术发展。而七〇八所一直是国内科考船设计的领头羊。

  “不怕别人追赶,就怕自己停滞不前。我们靠的就是团队创新,每个专业的密切配合。”吴刚说,在“东方红3”号上,他们迄今共获得了6项专利,发表了20余篇高质量论文,大大小小的创新点数以百计。

  第一次承担如此重要型号科考船项目的结构主任设计师王伟飞,接手项目时刚过30岁。至今他还清楚记得,2015年春节,总体、结构、舾装、轮机四个专业的设计师全都在电脑前度过,他们将重量统计拆分到800多项,每项逐一测算、检查和分析,硬是将空船重量较初始预估减轻了0.6%,重心高度也略有下降,并向尾部略有移动——仅此一项,就为用户增加了200吨的载重空间。

  电磁兼容在科考船上的提出,是“东方红3”号的另一个创举。它在国内甚至全球首次提出科考船上“洁净电磁环境”的概念。科学家发现,船上普通电源所产生的电磁干扰,会影响精密实验仪器的工作。于是,设计团队联手上海交通大学电子信息与电气工程学院的专家从基础突破,不仅满足了用户要求,还梳理出相应的规范和标准。

  “整个过程就像在找一个魂。”舾装专业主任设计师汤清之说,正是这种“众里寻他千百度”的不懈追求,才有了这艘灵气十足的“东方红3”号。春节前的最后几天,设计师们仍每天往返于崇明和上海市区,与船东、船厂一起完成余下设备的安装调试。

  今年下半年,“东方红3”号将正式交付中国海洋大学,而这个团队又将为我国的下一代极地科考破冰船“雪龙2”号,继续挑战自我,追求卓越。