走近中國大科學工程
倒霉的老漁夫圣地亞哥84天都沒有釣到一條魚。第85天,他又向40英尺的海水深處放出魚餌。這是美國作家海明威小說《老人與!分械囊粋情節(jié)。
魚餌沉到40英尺水下,魚線肯定不止40英尺,因為它在水中是斜的?茖W家們在海洋科考時也會碰到此種“情形”:向5000米的海底放纜繩,都放出去7000—8000米了,依然不到底,因為船在隨著海風漂。
不過,中國科學院海洋研究所有一艘科考船能做到不“隨著海風漂”,它在海上能“站得住”。這就是科學號海洋科學綜合考察船。
現在,科學號正在西太平洋的馬努斯水域劈波斬浪,執(zhí)行海底熱液探測任務。在它5月6日離開青島碼頭遠航前,科技日報記者登上了這艘神秘的科考船。
從淺海到深海、從近海到大洋
海風輕輕地吹。在青島南姜碼頭,上白下紅的科學號靜靜地休臥岸邊。這艘船的建造,是我國“十一五”國家重大科技基礎設施項目。
世界上海洋科考船數量居前幾位的是美、日、英、德、法等發(fā)達國家。進入新千年以來,這些國家又相繼建成并交付使用了新的海洋科考船。這些船的設計突出多學科綜合探測研究的特點,裝備精良、功能齊全,具備強大的深海大洋立體探測與同步作業(yè)的能力。相比之下,我國科考船則是數量少、船舶老舊、功能落后、作業(yè)效率低、配套不完善,難以滿足當前日益發(fā)展的多學科綜合考察,特別是深遠海綜合考察的需求。為了使我國在海洋科學特別是深海研究這一世界科技前沿領域占有一席之地,實現我國從淺海走向深海、從近海走向大洋的戰(zhàn)略目標,2007年國家發(fā)改委批準了我國新一代深海海洋科學綜合考察船(科學號)的立項,總投資近5.5億元人民幣。
科學號2010年開始建造,2012年9月正式交付使用。依靠自主創(chuàng)新,科學號具備了全球航行能力,實現了集多學科、多功能、多技術手段為一體,滿足海洋科學研究多學科交叉,特別是深海大洋研究的需求目標。
中科院海洋研究所所長、中科院“熱帶西太平洋海洋系統(tǒng)物質能量交換及其影響”戰(zhàn)略性先導科技專項首席科學家孫松說,自2013年1月投入試運行以來,科學號多次赴深海大洋,圓滿完成了深海海底油氣資源形成機理、深海極端環(huán)境調查、大洋環(huán)流系統(tǒng)與氣候變化、深海生物基因資源及生物多樣性、大洋生態(tài)系統(tǒng)與碳循環(huán)、洋中脊與大陸邊緣熱液系統(tǒng)及地球深部過程的科學考察,取得了豐碩成果。比如在南海探測了海底冷泉區(qū)域,在沖繩海槽熱液區(qū)發(fā)現存在著大量的熱液硫化物礦床。
目前,科學號已出海9次,行程6萬多海里,最遠到達過西太平洋的雅浦海山。今年4月24日,科學號通過了國家重大科技基礎設施“海洋科學綜合考察船”項目的國家驗收。
高精度定位和控位
從船舷的左側拾階而上,記者登上了這艘4000噸級的海洋科學綜合考察船。甲板、船艙、船桅、駕駛臺,船尾的作業(yè)操控支架盡收眼底。
科學號的“科學”體現在哪兒?
作為科學號建設項目的總工藝師,現任科學號船長的隋以勇耐心地給記者科普:“科學號船尾部的吊艙式舵槳全回轉電力推進系統(tǒng),是目前國際最先進的推進方式之一,也是被科學號國家驗收委員會認定的‘首次在科學考察船中采用吊艙式電力推進’!
吊艙式電力推進系統(tǒng)是將電機置于船艙外部。這是當前國際上一種新型的推進裝置。
科學號的動力是靠柴油機發(fā)電,然后輸給船尾吊艙內的電機,通過電機驅動螺旋槳推進船體。電機與螺旋槳直接相連(無傳統(tǒng)尾軸傳遞),可以360°水平轉動,舵槳合一,這不僅節(jié)省了艙容空間,也提高了工作效率。電動機直接安在船底水下,噪聲極低,有利于科考人員海上的科學實驗。
在驗收前,科學號9次出海試航,隋以勇全部參加。他說,科學號總噸位4711噸,續(xù)航力15000海里,最大航速可達15節(jié)(15海里/小時),這大大優(yōu)于常規(guī)軸槳推進的船舶。一般船只有在高速或有一定速度時才能轉向,而科學號在低速時可原地回轉,巡航時回轉直徑為194米!按吓鋫淞3臺主發(fā)電機和一臺停泊發(fā)電機,是相同噸位船舶中油耗最低的,快速性和經濟性指標均達到或超過國際同類型船的先進水平!
船舶光有前進的動力不行,還要有左推右移的動力系統(tǒng)?茖W號上就設計安裝了兩個“艏側推”。 |