自主创新研发建造
“东方红3”船是一艘5000吨级新型深远海综合科学考察船,以培养深海大洋创新型人才为首要任务,融合科学研究、科学考察、高新技术研发应用为一体。该船总长103.8米、宽18米,可全球无限航区航行,海上自持力长达60天,可连续航行15000海里;载员110人,其中含82名科考人员,甲板作业面积和实验室工作面积均超过600平方米。
“东方红3”船作为我国自主创新研发和自主建造的新一代科学考察实习船,是国内首艘、世界第4艘获得船舶水下辐射噪声最高等级-静音科考级(Silent-R)证书的科考船,也是世界上获得这一等级证书的排水量最大的海洋综合科考船。获颁该项证书,标志着“东方红3”船在船舶水下辐射噪声控制方面达到国际最高标准,将是未来一个时期内世界上船载科考仪器设备受船舶振动与噪声影响最小,获取科考数据最为真实可靠的海洋综合科考船之一。该船将以对海洋环境的精准测量而成为“透明海洋”建设的坚实保障。
迎难而上攻克难点
一般的船舶只关注舱室的空气噪声,那是为了让船员睡个好觉,拥有舒适的工作环境。科考船则还要保证自身噪声最少地向水下传播。作为研究海洋科学的船舶类型,科考船上安装了大量精密声学仪器,它们就像安装在船底的一个个“千里眼”,通过向水中发射和接收声波来看清几千米甚至万米以下水深的地质地貌,这些声学设备能力越强就越“娇贵”,希望干扰越小越好。
“东方红3”船的首部区域安装了全球最精密的多波束声学设备,为了匹配这种高配置,船东中国海洋大学提出了本船需满足水下辐射噪声SILENT-R的高要求。“要知道,当时国内科考船水下噪声研究刚刚起步。打个比方来说,以前船东的要求仅是通过大学四级,而这次则是要我们雅思考出高分。”设计方中国船舶工业集团公司第七八研究所的科研人员告诉记者。
这一要求让中船七八所的设计师们眉头紧锁。水下辐射噪声的要求是全船系统性、全面性的要求,会对船舶线型及附体形式、船体结构设计、设备选型和布置和建造工艺等各方面产生影响,任何环节都来不得半点疏漏。为此,七八所的设计师们一方面加强自身技术钻研,一方面联合DNV船级社、国内外各优质设备/系统供应商,从方案设计初期就进行减振降噪顶层规划、全程把控,总结出低噪音螺旋桨设计、主发电机组双层隔振设计和低速超静音推进电机选型三大关键技术,确保了这艘最安静的海洋综合科考船能够“听得清、看得明”。
静音螺旋桨性能优秀
值得一提的是,“东方红3”船静音螺旋桨同样由七八所自主研发设计。螺旋桨辐射噪声是全船最主要的水下噪声源,且排水量越大,螺旋桨静音设计的难度就越大。
设计SILENT-R螺旋桨不仅是国内首创,也意味着达到国际领先水平。从前期的推进系统方案论证到一轮又一轮的螺旋桨优化设计,从性能计算到模型试验验证,从参加实桨加工到实船试航,七八所螺旋桨设计组经过5年多的技术攻关,终于交出了满意答卷。
除了低噪声,该螺旋桨的其他性能也非常优秀。根据国际权威水池提供的模型试验报告,对该桨性能给出了最高级评价,桨效率比库存桨提高8.2%,航速优于指标要求;实船的航速、轴功率、振动、舱室噪声测试结果均验证了模型试验预报结果。