随着“雪龙”船驶离南极，来自中国船舶工业集团公司第708研究所的考察队员吴刚和黄维也即将结束他们的此次南极之行。他们此行的任务，是对我国新的极地科学考察破冰船设计进行调研，为新船未来的极地航行设想假定情况，并提供参考建议。
作为我国唯一的、从事极地考察的破冰船，迄今为止，“雪龙”船已经执行了18次南极考察和6次北极考察任务，被视为我国极地考察的“大功臣”。然而，征战了20多年后，“雪龙”船虽历经数次改造，不断焕发活力，但仍旧不能满足我国日益发展的极地考察事业的需要，尤其是科学考察的需要。
为满足未来南北两极科学考察和物资运输任务，国家海洋局拟新建一艘极地科学考察破冰船。该项目于2011年获得国家正式立项批复。目前，科研性报告正等待国家发改委的正式批复。新船采取国内外联合设计、国内建造的模式，708所承担了国内船东单位的技术支撑、与国外设计公司联合设计，以及后续详细设计的送审和科考分包的工作。
重点调研西风带的影响
担任新船项目技术总设计师的吴刚，负责舾装（船上锚、桅杆、梯、管路、电路等设备和装置的总称）科考的黄维，于2015年1月16日从新西兰克莱斯特彻奇登上“雪龙”船，进行了为期70天的调研。他们的主要任务是实地了解极地考察破冰船运行情况，给新船设计提供现场经验。
刚离开新西兰，“雪龙”船在途经“魔鬼西风带”的路上就遇到一股强气旋。西风带特殊环境对船舶总体设计的影响，正是两人本次调研的重要部分。
“西风带气候条件恶劣，需要前期的各项准备和气象预报分析，再结合有经验的驾驶指挥。‘雪龙’船那次穿越西风带就是通过对气象云图分析，准确判断了气旋位置和影响范围，并在麦夸里岛进行有效规避，从而成功避免了与强气旋正面冲突。可以说，‘雪龙’船已积累了相当丰富的西风带航渡经验。”吴刚说，“新船除了要确保设计稳定性满足各项规范和标准，还应配有气象遥感卫星和自动气象站。由于破冰能力的增强，新船将扩展停留南极的时间、范围。因此，需要为新船搜集与‘雪龙’船在南极停留的不同时间段的气象资料。此外，新船将采用全回转电力推进装置，在恶劣海况下确保设备的可靠性以及加强驾驶员的培训和操作经验也十分重要。”
新船应加强“防寒”设计
南极的气候以及冰情变化较快，即使在同一天，上午和下午的风速、风向、气温、海冰运动均有较大变化。目前，“雪龙”船的作业基本是靠选择有利的时间季节和时间窗口，确保卸货和科考任务的完成。
吴刚告诉记者，未来以科考为主要任务的新船在设计中将通过加强破冰脊的能力、增强机动性和动力定位能力、增设冰区作业的月池等，将科考调查时间窗口延长。
新船可以进入更靠近南极大陆的海域进行大洋科考作业。“这就意味着新船将面临更冷的天气和更多更厚的海冰，因此新船的设计需关注低温环境下作业的防护，如CTD（温盐深仪）车间的温度保护、室外作业通道的防滑处理、影响视线的窗户和室外摄像头的加热除雨水功能等。3月2日，在大洋作业的最后一天，当地就出现了－15℃的低温，CTD曾被冻上，甲板也结了许多冰，给作业带来诸多不便，也影响到了数据采集的准确性。”
吴刚和黄维还走访了轮机员和驾驶员，了解防冰海水门、液舱加热、管道加热、机舱通风、生活污水和垃圾排放、保温处理和冷凝水排放、室外通道防滑和有关设备的防冻处理、罗经雷达、驾驶室光线、救生设备等涉及未来极地破冰船设计的相关情况。
新船要更绿色更人性化
极地生态脆弱，且国际海事组织即将于2017年强制实施极地航行新规则。吴刚认为，新船在绿色设计方面应率先垂范。他说，新船将采用全电力推进系统，同时加装的主机排气选择性催化还原系统，能满足国际海事组织对氮氧化物的排放限值要求。新船还将增设一套移动式LNG（液化天然气）发电机系统，包含一个LNG罐和一个LNG发电机集装箱，在极区进行科学考察时根据需要投入使用，以减少对环境的影响，并确保采样的干净度。此外，新船将满足极地规则中对于燃油舱双壳保护、垃圾处理、污油和污水排放等绿色环保要求。
新船还结合“雪龙”船航行经验，实现更人性化的设计。“未来新船设计要在靠港航次补给、驾驶员轮替值班、实验室和甲板科考作业的保护性和便利性、健身活动场所的合理设置、房间的保温通风遮光、室外梯道防滑处理、马桶真空系统设计、冷凝水处理、茶水站、垃圾房、行李间、洗衣房等设置，以及蔬菜、水果和淡水的便捷运输与充足供应等方面注重细节，使考察队员能在长时间极区作业的条件下，生活工作得更舒适。
目前，“雪龙”船尚未实现网络全覆盖。吴刚认为，新船在信息化建设方面应加大投入，以确保满足信息化发展的迫切要求。“我们考虑，新船卫星通信系统可采用船载VSAT（微型卫星通信地球站）、铱星OpenPort（全球高速卫星网络）等系统，并建立基于4G通信技术的数字宽带集群系统，实现船舶内部、以船舶为中心半径10公里范围的覆盖，为各类科考和现场作业提供专业的集群语音、视频调度和数据服务。全船计算机网络系统采用万兆以太网技术，实现万兆主干、千兆到桌面（终端）。新船将真正实现全船WiFi覆盖、每个房间都装有收音广播和卫星电视接收系统。”
新老破冰船可组成编队
吴刚和黄维还为未来新船投入或两船编队模式进行了深入研究。吴刚说，未来两艘破冰船可以组成编队，信息共享、优势互补。“雪龙”船以物资运输为主、科考为辅。新船将以科学考察为主、物资运输为辅。两船间可建立有效的信息沟通和共享平台、人员物流转运接口和平台、救援系统联动平台。在清水区航行以“雪龙”船为主，进入冰区新船在前破冰开道。两艘船也可以单独执行任务，在不同时间段，“雪龙”船进行南极物资运输，新船则开展冰区科考作业。
“通过深入了解各项科考作业对船舶设计的要求，极地环境对船舶以及实验室系统在设计、操作和维护方面的特殊要求，我们有信心把新船设计得的更加完善，新“雪龙”一定能够英姿勃发地驰骋在严寒冰海间。”吴刚说。
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