东西问|中国为什么要研发建造重型破冰船?
中新社北京10月30日电 题:中国为什么要研发建造重型破冰船?
中新社记者 阮煜琳
今年是中国极地考察40周年。40年来,中国极地考察装备不断更新升级。中国“船舶设计大师”、中国船舶集团公司第七〇八研究所首席专家吴刚日前在接受中新社“东西问”采访时透露,在可预见的未来,中国有望攻克重型破冰船自主设计和建造技术。中国新一代重型破冰船在极地考察中在时空领域将有重大突破。
1984年11月20日,中国首支南极考察队乘坐“向阳红10”号船和“J121”船,从上海出发远征南极。“中国首航南极的‘向阳红10’号和‘J121’打捞船都是第七〇八研究所设计的”,吴刚说,这两艘船同时进入南极,在南极建立了中国第一个考察站长城站,在当时是非常轰动的一件事情。自此,中国在南极事务上,有了发言权。
中国现有破冰船的破冰能力如何?
国际海事组织将破冰船按照破冰能力从PC1到PC7分成7个等级,PC1级破冰能力最强,PC7级破冰能力最弱。
中国现有4艘科考破冰船。中国最大的极地考察船“雪龙”号1993年从乌克兰进口后,由七〇八研究所按照中国需求设计改造而成,“雪龙”号能以0.5节航速连续冲破1.1米厚的冰层(含0.2米雪)。2009年6月,国务院专题会议批准立项建新一代破冰船,2010年2月,第七〇八研究所被确定为“雪龙2”号项目技术支撑单位。2019年7月11日,中国首艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2”号正式交付,“雪龙2”号能在极地1.5米冰加0.2米雪的极地环境中以2-3节的航速连续破冰航行。
吴刚指出,“雪龙2”项目的实施对中国业界在极地船舶的设计、建造、规范应用和完善,以及极地规则在国内的有效实施方面,发挥了重大推动作用。
今年6月,由中国船舶集团第七〇八研究所研发设计的“极地”号破冰调查船在广州交付。吴刚介绍,“极地”号冰区加强等级为PC6。“雪龙”号和“极地”号属于轻型破冰船,“雪龙2”号的破冰能力是PC3,是中型里的最高等级。
为什么要研制开发重型破冰船?
“极地考察,船舶先行。”吴刚说,到达极地首先要克服的是一片冰封海洋,无论是北极考察还是要到达南极内陆都必须经过冰海。
2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出,在极地探测领域,开展极地立体观监测平台和重型破冰船研制等科技前沿领域攻关,开展雪龙探极二期建设。
吴刚说,目前中国已经具备轻型和中型破冰船的设计、建造能力,现在面临的技术挑战就是重型级别的破冰船,设计、建造重型破冰船属于破冰船技术的“金字塔塔尖”,这也是未来需要前进的方向。
目前全球在役的极地破冰船主要集中在俄罗斯、美国、加拿大、芬兰、瑞典、丹麦等国。其中,俄罗斯是世界上唯一拥有且能够建造核动力破冰船的国家,目前共拥有七艘核动力破冰船,还有一个小型的极地漂浮站,因为俄罗斯有开辟北极航道的天然需求。
吴刚表示,据了解,目前美国、加拿大联合芬兰准备在未来十年建造70艘至90艘极地破冰船。在破冰船设计和技术上,与许多环北极国家相比,我们还有很艰巨的一段路要走,这也是未来中国极地考察装备建设面临的挑战。
新一代重型破冰船什么样?
中国新一代重型破冰船什么样?“新一代重型破冰船将完全由中国自主研发设计、建造。”吴刚透露,目前正在做相关技术储备和积累。
吴刚说,新一代重型破冰船,简单描述就是以前在某个时间段航行到不了的地方,未来新破冰船可以抵达。也就是说,新一代重型破冰船在南北极考察中,在时空领域将有重大突破:在时间上,不仅是在夏季,而是全年能进行极地考察,这将是中国极地考察能力的重大突破;在空间上,可以达到以前船舶无法抵达的区域开展长周期科考。
《中国的北极政策》白皮书说,中国是北极事务的重要利益攸关方。“这在实际行动中需要考察装备的支撑,未来中国在北极国际合作,以及重大装备在北极长期驻留的能力建设等方面将有重大突破。”吴刚说。
吴刚说,重型级别的破冰船设计研发,需要解决低温环境、防寒设计,以及结构材料、通信导航等关键问题,还有很艰巨的一段路要走。未来更新的技术将应用到破冰船上,将考虑有人和无人设备,动力更加强劲,低温防寒能力更强,更加绿色环保安全、更加人性化。
极地装备:将从单船向船队建设布局
作为“雪龙2”号、中山大学新建科考船等多艘科考船总设计师,吴刚提出,结合个人的工作理解,未来中国极地装备的发展思路,可能包括以下几个方面:
一是研发不同船型,支撑中国破冰船“轻-中-重”体系化发展思路,也就是说轻型、中型、重型破冰船都需要布局,中国极地考察将从单船向船队建设布局,是一个体系化的建设。
二是构建国产多栖无人装备平台,实现“空-天-冰-海-潜”一体化科考模式。吴刚说,对单个装备来说,设计再好,效能提升的空间也是有限的,最大的挑战是提高装备之间的效能,以及立体观测网一体化的建设,这些工作是未来的重点。
三是从“引进”“消化吸收”到“再创新”研发模式,为中国实现极地重大装备的自主研发贡献力量。极地重型破冰船的吊舱推进器,以及高速通信、精准导航和定位等工作,都需要中国自主创新的能力。
吴刚说,“雪龙2”号破冰厚度为1.5米,未来重型破冰船的破冰厚度将升级到2.5米及以上。这一米之差需要解决包括动力、推进器、防寒、耐低温高强钢等诸多技术问题,还要解决外复合钢板、外板涂层,以及高精度导航、定位等一系列问题。
“对研发设计来说这是一个从量变到质变的过程。”吴刚说,现在的破冰船可以夏季在北纬65度的东北航道航行,但一旦到达更高纬度,或是冬季在此驻留,船舶对气温、高纬度、动力可靠性等耐受能力的要求,都是一个质的变化。这个质的变化,需要国内各方力量精诚合作、久久为功。
吴刚表示,相信不久的未来,依靠中国新型举国体制的优势,极地装备和技术将明显获得突进。(完)
受访者简介:
吴刚,中国“船舶设计大师”,“雪龙2”号总设计师,也是“科学”、“东方红3”“中山大学”等极地与海洋科学考察船副/总设计师,中国船舶集团首席专家、中国船舶集团第七〇八研究所首席专家。吴刚长期从事舰船总体设计研究工作,是国内新一代科考与破冰船设计的开拓者之一,为中国极地与海洋科学考察船实现跨越式发展做出了突出贡献。
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