中国造！全球最大静音科考船交付，20米外鱼群感觉不到

5月30日，“东方红3”号交付。

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“‘东方红3’号是世界上获得挪威船级社水下辐射噪声最高等级——‘静音科考’级认证证书、排水量最大的海洋综合科考船。”“东方红3”号总设计师、中国船舶工业集团有限公司第七〇八所研究员吴刚告诉记者，该船多项指标国际领先，特别是低噪音控制指标达全球最高级别，“当船行驶时，水下20米以外的鱼群都感觉不到。”

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螺蛳壳里做道场

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总体专业是整个设计环节的起始点和抓总者，工作贯穿整个设计始终。总体专业主任设计师曲宁宁被吴刚形容为总设计师的左膀右臂。

曲宁宁说，作为一种高技术船舶，科考船的设计和建造难度较大，设计建造周期通常在4到6年，有的甚至达到了10年，是常规商船的好几倍。原因是，与常规船相比，科考船的方案论证、界面协调、设备定制设计、布置优化调整的工作量要多很多。

科考船总布置设计首先要解决“兼顾”问题：在满足法规要求的前提下，兼顾船舶系统与科考系统，实现科考功能的最大化。

在设计师看来，“兼顾”也是最难的。在主尺度和线型基本确定后，加上总体设计必须确保的作业视线、采样洁净度、振动噪声、电磁兼容等，各个系统的特殊要求，总布置属于“螺蛳壳里做道场”，必须将船上每个边边角角都充分利用。

“本船的总布置讨论前前后后进行了几十次，仅会议纪要就有几十页，厚厚一本，经过项目组努力，最终使本船的实验室面积和工作甲板的利用率均达到了同型船中的最高。”吴刚说，“东方红3”船具备了尽可能多的可扩展功能，5000多吨的排水量可完成7000吨科考船的任务。

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多项技术领先行业

科考船的排水量较小，一般只有几千吨，空船重量的调整空间较小，因此对每一项设备的重量控制指标要求都很严。

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船舶下水时，通过倾斜试验，可以确定船舶最终的空船重量重心。这也是设计师最紧张的时刻：空船重量如果估算过轻，会影响科考负载指标、船舶科考功能，此外需额外消耗更多压载水进行调整，这并不经济。

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“东方红3”号正式倾斜试验完成后，空船实测重量比初始预估减轻了0.6%，重心高度略有下降，纵向位置向更有利配载的尾部略有移动，非常好的实现了科考船的浮态控制难题。

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“这也说明项目团队已较好掌握了科考船又一项关键技术——‘空船重量重心控制技术’。”吴刚告诉记者，其中的秘诀，既因为对整船做好了全局性规划，还因为对空船重量重心统计做到了前所未有的详细。“以前一般船型将全船系统和设备分成三四百项，对小项则做合并处理，对‘东方红3’号的统计则分成了800多项，最轻的设备只有几十公斤，最关键的是设计单位和建造船厂建立了统一动态的重量重心控制流程和体制。”

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在概念设计阶段，船东中国海洋大学花了近一年半的时间，在考察了多艘国际先进科考船后，参照各船指标，希望能够建造一艘“能够保持长时间的行业领先地位”的船舶，并结合自身需求，提出了个性化的需求。

科学家发现，船上普通电源所产生的电磁干扰，会影响精密实验仪器的工作。电磁兼容是“东方红3”号的一个创举。 它在国内甚至全球首次提出科考船上“洁净电磁环境”概念。设计团队联手上海交通大学电子信息与电气工程学院的专家从基础突破，不仅满足了用户要求，还梳理出相应的规范和标准。

为实现“东方红3”号世界一流的目标，设计团队还调动起了全球研发资源：新船史无前例地安装了五台万米级科考绞车，为此美国厂家专门改进了产品设计；为使船载实验室达到目前科考船实验室洁净度最高要求，空调系统供应商也一改常规，采用了全新设计……

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青年骨干快速成长

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41岁的吴刚庆幸自己生活在一个科考船发展的好时候。年轻的他有着多艘科考船的设计经验，参与或主持了“海洋六号”、“科学”号、“向阳红01”和“向阳红03”“中山大学”号、“雪龙2”号等多型国内重要先进科考船的研发设计。

上世纪70年代，在“走向三大洋”号召指引下，我国兴建了一批科考船，最典型的是诞生了“远望”系列和“向阳红”系列科考船。这些科考船多由拥有科考船设计优良传统的七〇八所领衔设计。但从上世纪80年代以后的近30年里，除了从国外买进改造的“雪龙”号，我国只新造了“东方红2”号等少数几艘船。

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任务量长期不足，这也造成了人才断层。不足35岁，这是“东方红2”号设计团队的平均年龄。

成长很快的汤清之，是被破格提拔独立承担舾装和科考专业的主任设计师。

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一个星期加班120小时，被吴刚笑言没时间谈恋爱的结构主任设计师王伟飞是团队里与其他部门沟通界面最多的人。接手项目时，王伟飞还不到30岁，这也是他第一次担纲如此重要型号科考船项目的结构主任设计师。

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空船重量重心控制技术就是由曲宁宁和王伟飞春节期间加班主导完成的。仅此一项设计，就为用户增加了约200吨的载重空间。

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经历“东方红3”号项目历练，年轻的设计团队得到了很好的锻炼，各专业都涌现出了不少青年骨干。

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“七〇八所的设计团队很年轻，但设计师非常敬业、业务能力也很强，工作一丝不苟。”说这话的是中国海洋大学“东方红3”船建设工程部项目总指挥赵军和技术总监于胜。

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2004年，张炳炎院士在有生之年感慨，现在赶上了科考船发展的好时候，恨不得多活几十年。

吴刚

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时隔15年，师承张炳炎的吴刚觉得可以告慰恩师的是，这个年轻团队已经成长起来了。“团队成员不怕困难、勇于担当，我想这就是‘远望精神’的传承和发扬吧。

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(来源:科技日报微信公众号)