作為目前國內(nèi)最先進(jìn)的海洋科學(xué)綜合考察船，“科學(xué)”號有著“海上移動實(shí)驗(yàn)室”的美譽(yù)，是開展深遠(yuǎn)海綜合科學(xué)考察研究的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。這是一艘什么樣的船？它究竟先進(jìn)在哪里？讓我們一起走進(jìn)“科學(xué)”號，領(lǐng)略它的超凡之處。

　　特殊的深海考察船
　　深海考察船是用于海洋大氣、水體、海底、深海極端環(huán)境等海洋研究的特殊船舶，它整合了多學(xué)科的先進(jìn)裝備和技術(shù)。出于科學(xué)研究的需要，科考船經(jīng)常要面對復(fù)雜的海況，因此，除了船舶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同于常規(guī)船型外，它還有龐大的船載探測系統(tǒng)、船載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，以及為探測和實(shí)驗(yàn)配套的操控支撐系統(tǒng)等，和普通船只有著很大的區(qū)別。
“科學(xué)”號海洋科學(xué)綜合科考船具備大氣探測、水體探測、海底探測、深海極端環(huán)境探測以及遙感數(shù)據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)證的能力。它的主要科學(xué)目標(biāo)是：揭示大洋環(huán)境和海氣相互作用對我國乃至全球氣候變化的調(diào)控作用；闡明大洋生態(tài)系統(tǒng)的演化機(jī)制，查明大洋碳循環(huán)與熱帶驅(qū)動機(jī)制及其與我國乃至全球氣候變化的聯(lián)系；探索深海海洋的自然規(guī)律和本質(zhì)；自主開展海底熱泉/冷泉系統(tǒng)與地球深部過程研究，揭示深海極端環(huán)境與生命過程的關(guān)系；發(fā)展地球系統(tǒng)科學(xué)理論。
　　領(lǐng)先國際的設(shè)計(jì)理念
　　“科學(xué)”號是國內(nèi)第一艘滿足《特種用途船舶安全規(guī)則（2008）》的要求，采用了吊艙綜合電力推進(jìn)，且具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化海洋科學(xué)綜合考察船。為了使這艘船滿足現(xiàn)代海洋科學(xué)綜合考察的需求，確保船舶性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，項(xiàng)目組和設(shè)計(jì)院重點(diǎn)瞄準(zhǔn)國際上新型科考船的先進(jìn)之處，重點(diǎn)研究了多波束嵌入式安裝的防氣泡球艏設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)節(jié)能的“短長寬比”船型設(shè)計(jì)、不同推進(jìn)形式和電站配置的綜合評估、艏樓遮蔽甲板抗風(fēng)穩(wěn)性研究、操控支撐系統(tǒng)與科考實(shí)驗(yàn)室綜合布置研究、減振降噪技術(shù)研究等關(guān)鍵技術(shù)難題。
　　海洋科學(xué)考察船在執(zhí)行任務(wù)期間，難免會遇到惡劣海況，此時(shí)，強(qiáng)風(fēng)使船舶傾覆的風(fēng)險(xiǎn)就不容忽視。為滿足特殊抗風(fēng)力要求，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一方面通過對抗風(fēng)力影響要素進(jìn)行研究，力圖在設(shè)計(jì)前期對此加以控制；一方面采用特種結(jié)構(gòu)加強(qiáng)、特殊裝備艙容進(jìn)行密性和分割、減少自由液面、設(shè)置減搖水艙等措施，確保船舶在大風(fēng)浪下的抗風(fēng)穩(wěn)性。
　　在“科學(xué)”號的設(shè)計(jì)過程中，工程師們結(jié)合船型發(fā)展趨勢，根據(jù)規(guī)范要求和考察需求，不斷優(yōu)化船型尺度和型線，實(shí)現(xiàn)了快速性、經(jīng)濟(jì)性、耐波性之間的綜合平衡。它的快速性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，達(dá)到甚至超過了國際先進(jìn)水平。

　　先進(jìn)設(shè)施數(shù)一數(shù)
　　（1）動力定位系統(tǒng)
　　現(xiàn)代的先進(jìn)海洋科學(xué)考察船都具備動力定位功能，如果沒有動力定位，船就只能靠拋錨或漂泊進(jìn)行作業(yè)。但是，在深海海域船是無法拋錨的，而在漂泊作業(yè)時(shí)，船舶的漂泊移動范圍可達(dá)幾百米甚至幾十公里，完全無法滿足科學(xué)考察的原位取樣和探測要求。另外，科考船在作業(yè)時(shí)，一般都是從船尾部向海里下放探測設(shè)備，因此對船艏向（船頭的朝向）也有著較高的要求。
　　動力定位，可以理解為“動中取靜”，通過不斷地修正自己的位置來保持“定位”。“科學(xué)”號上的動力定位系統(tǒng)，依托于差分衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)（DGPS）以及水下定位裝置，給船舶動力定位系統(tǒng)提供信息和指令，通過主推進(jìn)系統(tǒng)和艏側(cè)推裝置，使其自動調(diào)整和隨時(shí)保持船舶艏向和位置。
　　（2）吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)
　　吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)，全稱是“永磁電機(jī)吊艙式全回轉(zhuǎn)無舵槳電力推進(jìn)系統(tǒng)”。它的推進(jìn)電機(jī)不在船體中而是在水下，與螺旋槳做成一體，也沒有船舵。整個(gè)吊艙式推進(jìn)器可以水平方向旋轉(zhuǎn)360°，就像現(xiàn)代軍用飛機(jī)發(fā)動機(jī)使用矢量噴口一樣，可以通過旋轉(zhuǎn)吊艙的方向來調(diào)整航行方向。這種推進(jìn)方式由于沒有任何機(jī)械傳動的能量損耗，所以能量轉(zhuǎn)換效率很高。此外，這種推進(jìn)系統(tǒng)還有幾大好處，比如節(jié)省船艙空間、機(jī)動靈活性和可操控性強(qiáng)、能夠明顯降低船舶的振動噪聲等。
　　“科學(xué)”號采用的是“雙機(jī)雙槳”的模式，在船尾下方，并列地裝著兩套吊艙式推進(jìn)器。它的最大好處是船只操控起來很靈活，同時(shí)安全性也更好，如果其中一個(gè)螺旋槳壞了，還可以使用另一個(gè)進(jìn)行工作。有了這個(gè)先進(jìn)的吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)以后，“科學(xué)”號在海上航行或靠、離碼頭期間，不僅可以自如地前進(jìn)、后退，還能夠完成“橫移”和“原地回轉(zhuǎn)”等各種“高難度動作”。
　　（3）360°環(huán)視駕駛室
　　在駕駛室里，駕駛員可以直接看到船艉的后甲板。為了不擋住駕駛員的視線，“科學(xué)”號的煙囪被設(shè)計(jì)在左側(cè)舷的位置。在駕駛室前方正中，有一套主駕控臺，左右兩側(cè)還各有一套駕控臺，包括動力定位操控臺在內(nèi)，駕駛室里一共有4套操控設(shè)備。除此之外，在機(jī)艙集控室和主機(jī)艙里也可以操控船只。為了滿足科學(xué)考察作業(yè)的需求，在“科學(xué)”號后甲板的作業(yè)集控室以及ROV控制室里，也分別設(shè)置了船舶駕控臺和動力定位操控臺，被國外專家譽(yù)為“創(chuàng)新的設(shè)計(jì)”。站在“科學(xué)”號的駕駛室，你可以看到四周360°的全景，在個(gè)別位置還裝了落地窗，視野更加開闊。
　　（4）最大亮點(diǎn)：升降鰭板
　　“科學(xué)”號的最大亮點(diǎn)，就是安裝了國內(nèi)首次研制的升降鰭板裝置。在船的中心位置，有兩個(gè)可以升降的鰭板，可以通過“通海井”（橫截面為3米×4米）直接到達(dá)船底下方的海水中。鰭板里面裝了魚探儀、海流探測器、淺海多波束聲學(xué)探測器等設(shè)備。
　　國外有學(xué)者做過實(shí)驗(yàn)，將探測設(shè)備換能器安裝在升降鰭板上以后，它的探測精度提高了近1倍！原來，船在行駛過程中，船底水體會形成湍流層，船速越快，湍流層就越厚。而這些湍流層和氣泡流形成的屏蔽層，會使聲波信號嚴(yán)重衰減。因此，“科學(xué)”號采用了升降鰭板，在聲學(xué)設(shè)備探測的時(shí)候，裝有儀器的鰭板會向船底下方伸出2.7米，這樣就穿過了湍流層，避免了干擾，獲得的數(shù)據(jù)也就更精確了。
　　在船正常航行時(shí)，鰭板收回到與船底平齊的位置，以減少航行阻力。另外，有了這個(gè)升降鰭板，在出海后也可以很方便地進(jìn)行換能器的維修和更換，而不必回船塢修理，由此節(jié)省了大量的維護(hù)成本。
　　（5）生活設(shè)施人性化
　　“科學(xué)”號科考船不僅是嚴(yán)肅的科研場所，更是溫馨的海上之家。
　　在這里，你不會聽到船只開動后發(fā)出的“嗡嗡”噪聲。因?yàn)榇纤械拇笮蜋C(jī)械設(shè)備都用了二級浮閥減震技術(shù)，此外還通過物理隔離的方式，把主機(jī)艙死死地密封起來。為了不使噪聲傳出來，平時(shí)還把樓梯通道、上下出口也都封閉起來。
　　在“科學(xué)”號的甲板上，你也聽不到任何通風(fēng)噪聲。普通船只上的空調(diào)的風(fēng)速較高，聲音很大。為了減少噪聲，“科學(xué)”號上的空調(diào)采用了低風(fēng)速，如果不注意聽的話，甚至都感覺不到。這些在噪聲控制細(xì)節(jié)上的努力，明顯提高了船員在海上生活的舒適度。
　　在公共區(qū)域，則設(shè)置了很大的空間，配有休閑廳、餐廳、網(wǎng)吧、健身房、桑拿房、咖啡廳、學(xué)術(shù)報(bào)告廳以及電影院，讓大家在緊張的工作之余，充分放松并享受快樂。
　　“科學(xué)”號科考船在完成2015年熱帶西太平洋主流系和暖池綜合考察航次后，已于11月15日返回青島母港進(jìn)行休整。不久的將來，“科學(xué)”號將再一次揚(yáng)帆遠(yuǎn)航、乘風(fēng)破浪，繼續(xù)探索大洋深處的奧秘，為海洋科學(xué)事業(yè)做出新的貢獻(xiàn)。

乘風(fēng)破浪“科學(xué)”號

圖文簡介

作為目前國內(nèi)最先進(jìn)的海洋科學(xué)綜合考察船，“科學(xué)”號有著“海上移動實(shí)驗(yàn)……