停泊在三亚凤凰岛码头的中国科学院“实验1”号新型综合科学考察船

“实验1”号先进的动力定位实时显示屏

　  ■ 新闻缘起

　　我国目前最先进的综合科学考察船中国科学院“实验1”号，近日在海南三亚凤凰岛码头启程首航。

　　“实验1”号科考船是我国第一艘2000吨级以上大型小水线面双体船。小水线面即船体与水面接触面积很小，这一设计可使船体的抗波浪性能优异，在7-8级风浪下仍能正常作业。同时，该船推进系统采用电力，具有良好的低噪声效果；采用国际最先进的动力定位技术，海上定点作业时，船体不会漂移。这一系列特性，为多学科的科学考察提供了良好的工作环境和综合考察平台。据了解，“实验1”号科考船由中科院声学所、南海海洋所、沈阳自动化所联合设计建造。

　　风浪中航行不晕船、恶劣海况下能作业，众多先进技术已装备在“实验一”号科考船上

　　日前，由中国科学院声学研究所、南海海洋研究所和沈阳自动化研究所联合建设的“实验1”号综合科考船首航三亚，其被各大媒体报道，受到各界广泛关注。

　　那么，这条船作为海洋科学家期冀已久的实验平台，究竟有哪些先进的性能和突出特点呢？记者来到中国科学院声学研究所科考船建造办公室。办公室副主任刘宏伟向记者介绍了这条颇具神秘色彩的船。

　　——五大优势——

　　风浪中航行不晕船

　　“实验1”号是我国第一艘大型小水线面双体综合科考船。从整体外观看，它显得“方方正正”，不像常规船那样呈细长流线型，给人的感觉是庄严、巍峨，甚至几分神秘。而在这方正、简洁的外表下所包裹的是先进的设备和非同一般的性能。

　　小水线面双体船，也称SWATH船。这种船的船体与水面交界处的截面积非常小，并普遍采用双体线型，具有较好的耐波性和稳定性。

　　“实验1”号船下部是两个细长的椭圆型潜体，内部划分为各种液舱、设备舱，尾部是推进螺旋桨和舵。潜体上部与两段狭窄的支柱相连，在两段支柱上搭起26米宽的大平台。船水交界的地方，只有两段狭窄而细长的支柱部位，水线面非常小，主要靠潜体提供整个船的浮力。

　　对常规船来说，当波浪涌起时，因船的水线面很大，被水一托，船体就容易随水起伏。“实验1”号的潜体在距水面6米附近，狭窄而细长的支柱将波浪对船体的作用降低许多。因此，在风浪中作业时，平稳性非常突出，让人不容易晕船，这是小水线面船的最大优点。

　　恶劣海况下能作业

　　普通的船在较大的波浪中（四级海况以上），就很难正常开展科考与实验工作。

　　比如，科考中常见的各种投放、打捞作业，若海浪比较大（比如四级海况），在一般船上就很难实施了，因为设备有可能和船相撞，损坏了设备，也可能撞坏了船。

　　又比如，目前海洋科考中普遍采用声学设备进行水下声遥感和遥测，其中有的设备安装于船底，有的设备以拖曳方式远离本船的噪声干扰来工作。如果作为安装和拖曳平台的船舶航行平稳，则接收信号的质量就比较好；如果船舶摇摆、起伏，则这些设备无法保持稳定的姿态和位置，接收信号质量就会变差，甚至无法工作。

　　而对于“实验1”号科考船，要求其可以在六级海况下能够正常作业，这种抗恶劣海况的能力可明显增加其在海上航行和作业的时间。

　　活动面积宽敞舒适

　　“实验1”号长60.9米，宽26米，活动面积很大。

　　由于采用双体船型，船体较宽，在实验室布置方面较为方便，可以布置通用干实验室、湿实验室和专用实验室等10余个，兼顾了海洋声学、海洋物理、海洋地质、生物和大气环境等多个学科和专业，最多可容纳45名科研人员同时开展工作。

　　另外船上也可装置集装箱实验室。在船后部，宽敞的主甲板以及上甲板可以容纳更多的仪器和设备，方便装配和调试，从而可以在一个航次中安排多学科综合性考察，或进行较大规模的实验。

　　减振降噪全船很安静

　　一提到船，人们容易联想到隆隆作响的主机、微微震颤的甲板。过大的噪声和振动不仅影响船员和科考人员的工作与休息环境，甚至伤害他们的身体，而且干扰科考设备的使用。为此，在设计及建造过程中，“实验1”号注重对船进行减振降噪，如采用柴电交流变频推进系统，取消了齿轮箱和长的轴系；对柴电机组等振动源采用了减振浮筏双层隔振措施；对部分舱室壁面进行了隔声、隔振处理。这些措施使得“实验1”号的安静性较好，有利于科学家安心开展实验工作，有利于科考设备的使用。

　　巡航耗油具有较好经济性

　　通常，科考船的最大航速似乎不算很高，这除了科考与试验往往并不要求过高的航速这一原因外，更多的是来自经济原因。国际上科考船的巡航速度一般都在10节左右，最大航速一般约15节，SWATH船的最大航速由于其固有的水动力特点往往低于15节。

　　我国已有3000吨级科考船的24小时巡航耗油量往往接近20吨，随着高油价时代的到来，“造得起、用不起”的矛盾越来越突出，船舶的经济性在规划和建设中受到普遍重视。“实验1”号船的巡航速度10节，最大航速达到15节，具有1—15节无级变速能力，续航力达8000海里，具有较好的经济性。

　　——强大功能——

　　打造海洋研究的综合平台

　　中国科学院副院长江绵恒曾在“实验1”号首航仪式上说，海洋不仅是影响全球气候变化及灾害形成的重要因素，也与人类赖以生存的能源、资源、环境息息相关。正如天文学研究离不开望远镜、高能物理研究离不开加速器，海洋研究也离不开科考船。

　　“实验1”号是名副其实的综合科学考察船，可以把各种先进技术用在海洋科考上。譬如水声技术，电磁波在水下无法传播，声波是水中远距离传播的唯一形式，利用水声技术可以实现遥感遥测水温、水深、水流变化、海底地形地貌等各种信息，并具有测试速度快、覆盖面积大的优点。声学探测手段在海洋科考中不可或缺。随着各学科发展相互融合，水声科考与海洋考察的联系越来越紧密。

　　“实验1”号可在近海、远洋进行水声、海洋物理、地质生物、海洋和大气环境等多学科和交叉学科的科学考察。根据不同专业的科考研究，“实验1”号可以在各实验室搭载各种专门的仪器设备，如沈阳自动化研究所，可以搭载他们的水下机器人设备，以集装箱方式安装到船上，很方便。

　　目前科学考察的发展趋势，越来越倾向于全球联合，数据共享。尤其是在全球气候变化研究方面，很多问题不是在某个国家某个区域内就能研究明白，需要广大科研工作者在全球进行同步监测。有了科考船这个先进的载体，我们能够更方便地开展研究。

　  专家连线

　　“实验1”号历经7年研制成功

　　记者：据说，目前世界上这种大型的SWATH船不多，我们为什么要建造这样的科考船呢？

　　刘宏伟（中国科学院声学研究所研究员、科考船建造办公室副主任）：小水线面双体船（SWATH）从上世纪70年代出现，80年代引起各国的关注，90年代出现集中建造高潮，美国人在几年间连做了5艘大型的SWATH船。但这些船主要作为水声测量船或特种船使用。

　　由于这种船的有效载荷较小，当初很多人认为用它来做海洋考察不合适，因为海洋考察要用到许多大型的仪器设备，比较笨重。后来美国还是建造了世界第一艘SWATH海洋科考船“基洛莫纳”号，把一些常规的海洋学调查都包括进去。其在2002年建成交付美国海军，属于美国国立大学海洋实验室系统部，并由美国夏威夷大学负责使用和维护。

　　目前世界上这种大型的SWATH船共有10余艘，主要集中在美国、日本和欧洲。我国对此也很关注，各方面一直呼吁我国应该建造自己的SWATH船。然而由于这种船在设计、建造方面的难度很大，国内没人愿意“第一个吃螃蟹”。中国科学院领导站在国家科技创新的高度，经过审慎调研，决策建造SWATH科考船。

　　记者：建造过程是不是克服了很多一般人想象不到的困难？

　　刘宏伟：中科院于2002年批准科考船筹备立项，做了“第一个吃螃蟹”的人，并且是自筹经费。中科院声学所、南海海洋所和沈阳自动化研究所也都自筹了一部分资金，联合组建了项目经理部，负责项目建设工作。该船由中船重工702所设计，由渤海船舶重工有限责任公司建造。由于是首制船，其工作量和难度可想而知，中间经历了很多曲折。科考船项目经理部和各有关单位在论证、设计和建造中解决了大量问题，化解了一个又一个风险。从筹备立项到胜利交付，直至首航成功，历经7年。

　　记者：您觉得“实验1”号未来应用前景怎么样？

　　刘宏伟:“实验1”号目前已投入使用，6月份就安排了一个较大的专项航次，预计今年还将有两个较大的航次。经过多次海上试验和使用，“实验1”号科考船的性能将得到更充分的检验和验证。