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“雪龙2”号总设计师吴刚:扛起中国科考破冰船团队的大旗
时间:2020-06-12 09:19:44 来源:网络 点击:953



        采访约在了当天下午一点。吴刚风尘仆仆地从广州回到上海,准备参加一点半的会议。“今天的会议推迟了,不然采访时间也得压缩。”他的背包里装着笔记本电脑、厚厚的文件,还有一个大包子——那是在单位食堂买的为第二天备的早餐。作为708所民船部主任助理,加班已成为吴刚的家常便饭,各种零碎的时间都被他利用起来。2018年9月顺利出坞的“雪龙2”号正是由吴刚担任总设计师。他还同时负责了好几个大工程。他告诉记者,目前他正在攻克的工信部十三五重点课题“极地重型破冰船关键技术研究”;明年3月交付中国海洋大学深远海海洋综合科考实习船“东方红3”号;明年6月交付“雪龙2”号,明年9-10月还将开建中山大学海洋综合科考船。他把这种繁忙却有序的生活称之为“弹钢琴”。办公桌上显眼的位置摆放着儿子的照片和两面极地科考小旗帜。年满40岁的吴刚,期待“扛起中国科考破冰船团队的大旗”。

        他的办公楼坐落在一片幽静、并不起眼的白色平房中。高耸的围墙内正在建造新的办公大楼。不仔细察看一旁的牌匾,大概没有多少人知道,这里是中国历史最悠久的船舶总体所,中国80%以上的科考船都是这里研发设计的,包括第一艘自主建造的极地破冰船“雪龙2”号。

摔出来的教训

        和40岁忙于奔波的吴刚相比,“服役”25年的“雪龙”号已是“老骥伏枥”。吴刚很心疼这位“功劳很大的老人”——“每年都有安排去极地科考”。但1993年从乌克兰买来并改造的“雪龙”号,吴刚解释,实际上是一艘抗冰船,却在繁重的南北两极考察任务中经常被用作破冰船开道。“先天设计目标就不是破冰,到了离南极中山站三四十海里的地方就几乎走不动了”。

        过去每年,只有等到南极夏季的11月份,科考队员才能随船出发。“雪龙”号往前无法破冰时,就往下卸货、输油。冰破不动,浮冰强度也不够,有时无法承受运载车的负重,冰上裂出很多冰缝,一度造成雪橇车或履带车陷入冰缝。

        2015年初,吴刚随“雪龙”号进入南极中山站。“没有新的破冰船,船员们只能在距离考察站远处的冰缝上铺上木板,减少平均载荷。或者跟着前方探路队放的小红旗标志,沿冰缝少、强度高的地方前行。”穿着包裹厚重、只露出一双眼睛的“企鹅服”,还要拎着贵重的科学仪器和物资在冰面上行走,“我有时候盯着看,很多人下船的第一脚都是要滑一跤的。有时在冰上看不到缝,走的时候突然裂开。”

        暴露在极地低温下结冰的船体,也曾让吴刚摔得“刻骨铭心”。一次,他站在2.7米高的露天甲板上采集数据,一手持笔一手拿着笔记本,没有完全扶住栏杆。“过去在其他常规船上从不会滑倒,没想到那次摔下来整个左腿全淤青了”。

        吴刚悻悻地说,当时处在驾驶室的船长惊呼“总师掉下来了”。不愿声张的吴刚足足躺了三天没出门,在笔记本牢牢记下:“破冰船露天处所的登船通道和逃生通道必须安装加热装置,所有露天楼梯均考虑反向冲孔防滑型。”

        全面提高破冰船的防滑和除冰能力成了吴刚设计的重要考虑。他告诉记者,“明年6月交付的‘雪龙2’号,可以突入冰缝,水文条件允许的话,几乎可以靠近中山站码头。”

和国外团队一起“做作业”

        “这条路子走对了。”多次赴江南造船厂参与配建的吴刚,看着复杂的设计图变成眼前的庞然大物,感慨起十年前那个深思熟虑的决定。

        “原来还想多快好省,购买一艘国外的破冰船。”2009年,国务院确定了“国内外联合设计、国内建造”的基本原则,并明确了和芬兰阿克北极公司的合作。吴刚透露,现在的建造费用是13亿,不仅定制建造了一艘先进的极地科考船,还带动了国内破冰船设计建造、设备配套和规则规范方面质的提高。“如果购买原船,项目投资回报肯定没有现在这么高。”

        吴刚把和国外团队的合作形容为“一起做作业”。“有国外长年设计专业破冰船的经验把持,我们能够把风险降到最低。”吴刚愉快地打了个比方,“这就好像找到了伙伴,你帮我看看这道题做对了没,我看看你做对了没,一对答案,这个事情就好办了。”

        但作为“作业检查组长”,吴刚需要反复求证才能得出一个“最优解”——“关键问题是,国外的船型不是为我们量身定制的,它们一出港口就是芬兰湾、波罗的海,较多都是结冰海域。而我们从上海港出发到南北两极,要经历很长的开敞水域。”为此,吴刚始终强调“是中国要造一条船,要符合中国航线和船型的特点。不仅‘底盘’要好,在极地冰区扛得住,使用上还要够灵活。”

        最终确定的方案中,国外设计团队的贡献主要是冰池试验推荐的母型和船体结构设计基础,而科考系统、全船内装都是由国内设计的。

        让他颇为自豪的是,在这个过程中,国外团队也学到富有中国特色的经验。“芬兰团队最近也在研究敞水和破冰两用船型,更多考虑水和冰之间的平衡。”

        目前已顺利出坞的“雪龙2”号,在全球率先采用船首船艉双向破冰技术,可以2-3节航速在冰厚1.5米+0.2米雪的环境中持续破冰航行,成为我国极地科考破冰船的里程碑。“最快到2020年,我们就可以实现完全自主设计的极地重型破冰船了。”从技术支撑、到作为船东方和国外团队谈判,全面消化和优化设计,吴刚和团队交出了一份成绩优异的作业。

给“年轻人”装上智能“心脏”

        “雪龙2”号将于明年上半年试航并交付,吴刚也将落下一桩大心事。接受本报记者采访时,他特意呼吁,“老‘雪龙’号已经不能再当年轻人用了,根据最近的进坞船体检测,建议对老‘雪龙’号的破冰操作进行一定的限制。”吴刚介绍,前几年前,“雪龙”号换过主机。“心脏换了,结构和皮肤还没换。如果“雪龙2”号投入使用,老“雪龙”号应该面向敞水运输,不再适合破冰了。”

        而“雪龙2”号的设计指标目前还是国际领先的,这得益于他和团队在国际上敢于抢占先机的考虑,并于去年年底加装了智能船舶和智能机舱。“这就像给生物抽血、做体检,现在我们不需要每年体检,能通过传感器等设备进行船体应力监测和全寿命周期检测,报告磨损、变形量等并形成完整的数据链。比如与冰面碰撞和刮擦后,能基于结构安全自动预警和提示破冰操作。”

        在远离大陆的极地,尤其在冰雪低温下,维修人员和配件运输十分耗时耗力。吴刚曾参与从南极的印度站将暂时存放的油桶搬回中山站,全凭人工把油桶搬运上拖篮由直升机运回。“现在,维护保养、船体换板等工作都可提前预判了。”

        “雪龙2”号也因此将成为国际上第一艘获得智能船舶符号(i-ship)的极地科考破冰船。此外,除了全系统加热防寒的安全保障,船上还配备了健身房、阅览室、学术报告厅等。吴刚透露,设计中还加入了不少国人习惯的考量。

        “过去坐在楼梯口蹭Wi-Fi,现在实现Wi-Fi全覆盖。以前洗完衣服,为了便于晾干有人将衣服晾在走廊,现在居住区都有较大的洗衣间和干衣间;卫生间的毛巾架还具备电加热功能。”船体内部还安装了通海的月池,吴刚笑着说“船外冷,工作人员不用出门就能取到海水样本”。

        智能机舱和智能船舶还只是设计团队迈出的第一步,未来,吴刚期待实现智能能效和智能航行,打造完整的船舶智能集成平台。

我们的“南极之恋”

        去年9月,媒体对“雪龙2”号的集中报道也在社交网络上引起一波刷屏。现在,吴刚不仅忙于设计船舶,也希望在中国更广泛地传播船舶和航海文化。他喜欢讲述“魔鬼西风带”的故事,还有在南极少为人知的趣事。

        他笑着说,当年随“雪龙”号进入南极科考,曾以为是一场“壮士一去不复返”的极地之行。去之前,还特意拿出地球仪告诉孩子行程。

        寒风呼啸、冰天雪地的风险他都预料到了。但在从澳大利亚往南极的途中,船舶经过“魔鬼西风带”时,颠簸得不少人上吐下泻,“恨不得把自己绑在船上”。后来每遇到大风大浪,厨师都会多备些清淡饮食。“科考作业时晚上提供的加班餐——面条成了大家最期待的东西,我们叫做销魂面。”吴刚忍不住笑道。

       海上漂流生活中,船员们也会制造一些冰天雪地的浪漫。吴刚记得,在释放采水瓶进入深海探测,或者释放高空探测气球时,有些同事都会写上一些祝福,而年轻人还会写上一些情话或在设备上挂上一副与恋人的合影。“有时候海上科考蛮好玩的。”

        吴刚和队员黄维会定期在微博上发布这趟极地旅途。“可能很多人对船员生活、科考工作还很不了解”。今年上半年,吴刚因此受邀参加了央视《机智过人》的挑战节目,展示“向阳红01号”“大海捞针”的技术(从100米海底探测并捞出20cm*12cm*8*cm的目标物)。节目中,他忍不住透了个底,“如果这个都捞不上来还做什么科考,明年我们还要去马里亚纳海沟探测呢!”

        赶去会议之前,他给记者匆匆推荐了《南极之恋》,“有些情节是根据我认识的‘雪龙’号船员口述内容改编的,一定要看哦!”

        而他和团队的极地故事,未来还将随着新一代的极地科考破冰船越走越远。

来源:网络

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