美国船舶之海洋调查船 - 海底资源调查工具

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“Bruce C. Heezen”号综合调查船

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海洋调查船是专门用来对海洋进行科学调查和考察活动的海洋工程船舶。最早的海洋调查船是由一般海洋船舶改制而成，后来出现了专门建造的海洋调查船，船上装有专门的海洋调查、考察的仪器、设备。海洋调查船是专门用来在海上从事海洋调查研究 的工具，涉及海洋气象 学、水 声 学、海 洋 物 理 学、海 洋 化 学、海洋生物学、海洋 地 质 学、水文测量学等诸多学科。

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海洋调查船与海军作战活动和海军武器装备发展密切相关，可为反潜战、登陆战、水雷战、水面作战提供环境预报。为潜艇、水面舰艇的安全航行和两栖登陆作战提 供各种海图资料，为海军武器装备的研制提供各种海洋 环境参数等。

美国推行全球海洋展战略，发展成系列、高性能海洋调查船。美国以控制全球海洋为目标，全面实施“海洋安全战略”和“海洋科技战略”。突出特点之一是实施全球海洋控制，强化海上霸权地位;二是争夺海上战略物资，重视海洋油气开发;三是加强海洋环境保护。实施这些需要有丰富准确的海洋数据作为支撑。为此，美国特别重视海洋调查船的发展，以掌握各大洋的气象、水文等情况，为海上军事和经济活动提供基础数据。

美国现役的海洋调查船队包括70余艘船舶，将调查船分为全球级(GIobal class)、大洋级(ocean class)、近海级(Regional/Coastal Class)，以及沿岸级(Local Class)。美国大学一国家海洋学实验室系统(UNOLS)是综合海洋环境调查的主要负责机构，始建于1971年，实行理事会机制，对海洋调查船采取“集中管理、共同使用”的模式。多年的运行表明，这种模式对于提高船时和船舶使用效率效果良好。为确保海洋调查船的适用性，美国每隔几年都会开展船队现状评估，并且提出船队更新计划。在2011年发布的《2030年海洋研究和科学需求的关键基础设施》报告中，美国国家研究委员会(NRO对美国调查船队的长期计划予以了肯定，并将调查船列入首要基础设施，预测了其未来的发展趋势:由具有自适应性的普适性船舶和专用船舶组成船队，以支持更为广阔范围的研究活动;维持大型普适性调查船的数量;提高小型调查船的能力和数量。各级别的海洋调查船对实验室和科学空间的要求也不一样。美国大学和国立海洋学实验室系统对干性实验室、湿性实验室、温控实验室和储存空间提出了建设性要求，供船舶建造时参考使用。美国科学调查船将干性实验室定为主实验室，此类实验室面积最大，通用性非常高。船舶建造需求方面给出了如下规定:全球级调查船的主实验室为218平方米，湿性实验室为57平方米，温控实验室为9平方米，储藏室空间为255立方米;大洋级调查船的主实验室为93平方米，湿性实验室为37平方米，温控实验室为9平方米，储藏室空间为140立方米;近岸级调查船主实验室为74平方米，湿性实验室为37平方米，温控实验室为9平方米。此外，海洋调查船是作为专门用来在海上从事海洋调查研究的工具，在调查船发展的过程中逐渐根据使用目的出现了综合调查船、渔业调查船、地质调查船、海洋钻探调查船、声学调查船、极地调查船等的分类。

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1 综合调查船

现代综合调查船工作内容多,航行区域广,大多以本国临近大洋或更远海区为航区。因此,现代综合调查船型值及续航力、自持力等较大,调查设备通常也比较齐全,对船舶的稳性、操纵性、低速、防摇、防震、防噪音、供电能力、绞车设备、调查与导航仪器、研究工作空间以及作业自动化水平都有较高要求。

美国海军的“Bruce C. Heezen”号综合调查船,该船全长100.3 m,型宽17.6m,吃水5.8 m,自持力29d,续航力12000n mile。为方便海洋调查作业,甲板上安装有伸缩臂吊机、海洋吊机以及U型架等各类起吊设备,同时还布置了拖网绞车、水文绞车、磁力仪绞车等共5部绞车。船上装备12000m海深测深仪、CTD、多波束、浅地层剖面仪、磁力仪、ADCP、声速系统、海洋表面温度测量系统等,并配有综合实验室、干湿实验室、化学实验室、电子科技工作室等各类实验室。能够满足开展海洋物理、化学、地磁、水文、地震、声学等多种学科的海洋调查。另外,该船还设置了直升机甲板,能够起落一架直升机,以提高海洋调查效率及能力。

2 渔业调查船

渔业调查船是指专门从事渔业资源、渔场和海洋环境等科学调查以及渔具、渔法和渔获物保鲜试验研究的船舶。这种船需要装备各种探测和试捕工具,以及海洋环境调查的仪器设备如拖网、捕鱼声呐、剖面仪等。另外,甲板上还需要安装必要的起吊设备。

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“Oscar Elton Sette”渔业调查船

“Pisces”渔业调查船

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“Oregon II”渔业调查船

美国NOAA拥有“Oscar Elton Sette”“Pisces”“Oregon II”等渔业调查船,这些船按照同型船进行建造,形成了3个系列,船长分别为68.3 m、63.7 m和51.8 m。其中“Oscar Elton Sette”系列调查船船长68.3 m,型宽13m,吃水4.6 m,航速11kn,续航力17000n mile,排水量1486t。

3海洋地质调查船

在陆地资源采掘日益枯竭的情况下,合理开发和利用海洋资源已成为世界各国人民的共识。而要合理开发和利用海洋矿产资源,首要问题是解决开采的设备、手段、工艺及方法。地质调查船是专门从事海洋地质调查的船舶,其任务是应用地球物理勘探和采样分析等手段,研究海底的沉积与构造,评估海底矿产资源的蕴藏量。船上装有专门的海洋地质调查仪器设备,如精密的地震、地磁、重力探测仪器和准确的导航定位系统。船上还设有回声测深仪、侧扫声呐、多波束测深仪、采泥器、柱状采泥器、地层剖面仪和地震、重力、地磁以及地热等地球物理调查设备,并设有地质、化学实验室等。

“Oregon II”海洋地质调查船

美国目前用于海洋地质调查的主要是“Marcus G. Langseth”,该船型长72 m,型宽17m,吃水5.9 m,最大航速13 kn,排水量3834 t,续航力13500 n mile,可以搭载35名科学家进行海洋地质以及地震调查。该船最大的特点是安装了Syntrak 960- 24地震记录系统和气动生源阵列拖曳系统等,具有全面的地球物理学和地质地震探索能力。 8 h; @$ D8 Q/ M0 U- w% T

4 海洋钻探调查船

海洋钻探调查船的主要任务是钻取海底的岩心样品,因此它需要装备高大的井架、重型的起吊设备、大面积的中央井、全套的岩心取样系统和可靠的动力定位系统等,尤其是保持船位不动的动力定位系统相当关键。海洋钻探对于研究海底构造和查清矿藏资源具有重要意义,因而引起了国际上的普遍重视。

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“JOIDES”深海钻探调查船

美国“地球深层采样联合协会”使用的“JOIDES”号是世界首艘深海钻探调查船,该船于1984年改装交付,满载排水量18720 t,钻塔高约80m,交付至今航线已遍布南北半球及南极边界区域,采集获取了大量海洋环境地质数据和生物数据。日本海事协会所属的“地球深层探索中心”于2005年接收了世界上最大的深海钻探船“地球”号,其高科技钻头可以配合海沟裂缝钻达地底7 km进入地幔。该船排水量达56752t,钻塔高121m。目前两船均加入了由14个美国科学组织和21个国际组织组成的合作、实施、管理的综合的海洋钻探计划(IODP),进一步巩固了美国和日本两国在全球深远海科研钻探调查领域的优势地位。

5 声学调查船

海洋声学调查船是海洋声学研究的重要载体和组成部分,其用于海洋声学信息采集,可满足海洋声学调查的各类需求,提升海洋声学调查和水声侦听领域的科研能力,同时可兼顾水下目标声学信息采集、水下目标警戒等军事用途,能够促进军民融合,为海洋声学调查和水声侦听提供海上平台和移动的研究室。专业的声学调查船为满足水声设备的正常使用,对母船噪声特性和耐波性均有较高要求。海洋声学调查船用于海洋声学环境监测，主要测量手段是拖曳声学线阵列。为了降低测量的背景噪声，海洋监视船采用电力推进，特殊情况下也采用蓄电瓶供电。海洋监视船的测量成果主要用于军事上反潜、探潜和敌我目标识别。船上装备浅海回声测深仪、深海回声测深仪、海底浅层剖面仪、浅海多波束系统、深海多波束系统、多普勒声学测流仪、侧扫声呐、全球定位系统、遥控潜水器、重力仪、磁力仪等20多种海洋测量设备和多个测量工作站，可以详尽准确地探测海底地形、海底地貌、海底浅层剖面、海底表层底质等多种战场要素。海洋声学调查船测量系统的综合能力很强，多数以海洋测量和水文调查为主，同时在一些中型以上的测量船上还配置有海洋生物、海洋特性等专项调查设备。

“无暇”号声学调查船

海底监听船是声学调查船的一种,主要是海军使用的,用来监听他国潜艇动态的一类调查船。美国海军拥有5艘这一类的船只,其中4艘为“胜利”级,另外一艘为“无暇”号。“无瑕”号编号为“T-AGOS23”。其中，AGOS是“一般性辅助海洋监视”的缩写。而“T”字则表示由受聘于海军的平民操作。“无暇”号船长85.8 m,型宽29 m,其装备有主动和被动两种声呐阵列探测系统来侦探海底的潜水艇。这种声呐阵列可以像撒网一样扔到海里,是拖曳式天线阵,从而测到海底信号。主要用途是利用高性能声呐来侦测及追踪潜艇等海底威胁。“无暇”号因其任务的特殊性，它是除了潜艇外，美国政府执行任务时使用的最安静的船。“无瑕”号上部署了美军目前最先进的声呐系统“SURTASSLFA”。系统收集声呐数据后，将信息由卫星传输至岸上基站进行分析或引导反潜攻击。该系统的探测装置分为两部分。一部分为“SURTASS(拖曳式阵列传感器系统)”，由被动声呐组成，被水平拖曳在船后，拖缆长达1800米，可以探知水下150米至450米深度潜艇的方位和类型。另一部分被称为“LFA(低频主动)”，是垂直悬挂在舰船下方的主动声呐阵列，用以对付被动声呐无法探知的“极静”潜艇。

6 极地调查船

极地调查船的主要任务是调查极地现象,诸如夜光、极光、地磁、电离层和宇宙射线等,同时也调查极地海洋的水文、气象、地质、生物等基本项目。由于它经常在严寒的海区工作,所以需要船体坚固,有强大的破冰能力,而且具有抵御低温恶劣环境等能力,并有良好的稳定性和操纵性,具备强大的后勤补给系统以支持极地考察的长期作业,因而这种船需要具有较大的型值。“北极星号”破冰船隶属于美国海岸警卫队，与“希利”号、“北极海”号共同组成美国海岸警卫队的中型极地破冰船队。其中“北极海”号和“北极星”号均是从20世纪70年代起服役至今的破冰“老兵”，今后预计需要花费数以百万计美元保养和维修。

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“北极星”号极地调查船

美国海岸警卫队的“北极星”号极地调查船全长121.6 m,型宽24 m,排水量11000t,续航力16000 n mile。该船使用了4种不同的电子导航方式来克服高纬航行操作的困难,同时还有6个柴油动力发电机,3个燃气轮机,3个船只服务发电机和其他保障船只平稳运行的设备。船体和相关的内部支撑结构由耐低温性能相当强的钢制造。“北极星”号的船体结构设计目的是最大限度地有效利用船只动能破冰。通过重力向下拉动船艏及船艉的浮力推动,弓弧可以让“北极星”号开上冰面并利用船身重量压碎冰层。船只上的横倾系统可以摇动船身避免被陷在冰面上。“北极星”号在执行重要任务时,可以容纳两架HH-65“海豚”救援直升机,用于支持科研人员进行科学研究、冰区侦查以及货物转移、搜索和救援。该船不但拥有强大的破冰能力,还有着强大的人员保障能力。

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