所长信箱   |    信息公开   |    内部办公   |   ARP   |   图书馆   |    中国科学院   |   网站地图
深海科学与工程研究所
当前位置:首页 > 海洋科普 > 海洋专题 > 科考船
科考船

“科学号”--海上移动实验室

文章来源:文献信息中心  |  发布时间:2016-02-24  |  【打印】 【关闭

  

    科学号海洋科学考察船由中国船舶及海洋工程设计研究院设计,武昌船舶重工有限责任公司建造,中国科学院海洋研究所作为法人单位;以“专业运行、开放共享”的管理模式运行。科学号在技术和建造方面整合了当前海洋科学考察多学科、多领域的先进装备和信息技术集成,可进行高精度长周期的动力环境、地质环境、生态环境等综合海洋环境观测、探测以及保真取样和现场分析,被称为“海上移动实验室”。

    该船于20101028日开工建造20111130日下水,2012528日进行了倾斜试验,2012614~20日进行了海上航行试验。截至20153月该船已航行逾5万海里,航次涉及南海成因演化、南海北部冷泉区及冲绳海槽热液区生态系统调查、西太平洋地质、气候及海山环境调查。

 

 

1、基本信息

     总    长:99.8

     型    宽:17.8

     吃    水:5.6

     排 水 量:5027.9

     航    速:12

     续 航 力:15000海里

     科考定员:49

  母    港:青岛

2、探秘“海上宝马”的秘密武器

   “科学号”船长隋以勇曾说,“科学号”性能强大,感觉像是在开“宝马”,这引起了大部人的兴趣,下面就让我们深入“宝马”内部,一探究竟。

  (1)动力定位系统

        动力定位,可以理解为“动中取静”,通过不断地修正自己的位置来保持“定位”。“科学”号上的动力定位系统,依托于差分卫星定位导航系统(DGPS)以及水下定位装置,给船舶动力定位系统提供信息和指令,通过主推进系统和艏侧推装置,使其自动调整和随时保持船舶艏向和位置。

  (2)吊舱式电力推进系统

         吊舱式电力推进系统,全称是“永磁电机吊舱式全回转无舵浆电力推进系统”。它的推进电机不在船体中而是在水下,与螺旋桨做成一体,也没有船舵。整个吊舱式推进器可以水平方向旋转360°,就像现代军用飞机发动机使用矢量喷口一样,可以通过旋转吊舱的方向来调整航行方向。

    吊舱式电力推力系统与传统的柴油驱动不同,吊舱式电力推进系统是将船舶上所有设备、设施使用的能源都用“电”来控制,形成一个统一的用电系统;同时将这个用电系统与船舶的发电机进行全智能化联结,就像变频空调,根据需要用电,这样极大地减少了柴油的消耗,又降低了船舶的噪声和震动。

  (3)推进器   

    大家肯定会好奇“科学号”这个重达5000吨的“钢铁巨人”为何能够在不借助外力的条件下,仅依靠自身能力轻盈地在原地旋转,抑或是横向移出码头?这完全得益于船尾的两个巨大的推进器。打破以往船舶舵是舵,桨是桨的常规设计,“科学”号开创性地将两者相结合,形成舵桨合一的强大推进器,360度自由旋转的桨与前方两个艏侧推合力,就可以实现“科学”号不受船头方向的限制,横向、斜向、进退自如地向任何方向推进,操纵起来如同玩“碰碰船”一样轻便。

 

 

 

  (4)海洋大气和海气通量观测平台

    一眼望去,“科学”号船艏部向斜上方伸出的一个部件非常引人注目,它叫船艏桅,也被科学家们称为“科学桅”。在艏桅上面,是海洋大气和海气通量的观测平台。海气通量是指在单位时间内、单位面积上,海洋和大气之间发生的物质(水汽、二氧化碳等)及能量交换的量。海气通量平台是测量垂直方向上数据的观测设备,它的换能器和水面的距离不能低于15米。这个平台之所以设计在船的艏部并做成向斜上方倾斜的形式,主要是因为这个位置对海洋大气和海气通量观测的干扰和影响最小。通过这个平台,科学家们可以向船艏下方放置换能器,实时测量海洋和大气之间物质、能量交换的参数。

 

 

  (5)升降鳍板获取更精确的水下测量数据

   “科学”号的最大亮点,就是安装了国内首次研制的升降鳍板装置。

          在船的中心位置,有两个可以升降的鳍板,可以通过“通海井”直接到达船底下方的海水中。鳍板里面装了鱼探仪、海流探测器、浅海多波束声学探测器等设备。船在正常航行时,鳍板收回到与船底平齐的位置,以减少航行阻力。同时,有了这个升降鳍板,在出海后也可以很方便地进行换能器的维修和更换,而不必回船坞修理,由此节省了大量的维护成本。

  (6)水下缆控潜器

    为了满足海上综合科考的需求,“科学”号在设计建造时就为不同领域的学科提供了必要装备。总面积达 670 平方米的实验室,为科学家们提供例如地质、化学、生物等样品的现场处理场所及设备。在科考船船底安装有可置放探测仪器的升降鳍板,以及准确测量海底地形地貌的多波束深海探测系统;船左侧搭载可深入 4500 米深的 ROV 水下机器人;船右侧可吊潜水样采集器,船尾可以布放各种海底探测设备,它们之间互不干扰,可以同时操作,可谓十八般兵器样样俱全。其中ROV 是“科学”号设计之初最重要的“武器”装备之一,是专为科考船量身定制的无人缆控水下机器人,名为“发现号”。母船“科学”号会用一根类似脐带一样的电缆将“发现号”安全护送到海底4500米以内的任何地方。通过机器人身上装载的六台高清分辨率的“大眼睛”,我们可以从不同角度近距离观察海底的模样;利用它那对灵活的“手臂”,可以帮助科学家们采集所需的各种深海样品。

    面对瞬息万变的海洋气候,一艘先进安全的船舶必不可少。 “科学”号因超前的设计理念,卓越的船舶性能,尽显了综合考察船的独特魅力,为海洋科技工作者提供了大展拳脚的舞台。

 3、光辉事迹

  (1)首航大捷        

         2014512日,“科学”号海洋科学综合考察船完成首航,顺利返回青岛奥帆基地 码头。“科学”号此行对热液区及邻近区域地形地貌信息、水体、沉积物、生物等样品以及水文和流场数据进行了系统采集。共完成25个站位的地质采水和生物采水作业,获得了水体不同层位的深度、温度、盐度、溶解氧、甲烷、浊度等理化环境参数;获取热液喷口及邻近区域大型海洋生物样品1400余头,种类超过50种,并从热液区底层水、沉积物、岩石及大型生物样品中现场分离培养超过300株微生物;采集硫化物、岩石和沉积物等地质样品30多个。科考队员对西太平洋热液区海域物理化学环境进行了全面调查,成功在冲绳海槽区域找到活跃的热液喷口(海底“黑烟囱”),并利用深海ROV对热液喷口近海底进行了现场原位观测和取样分析,对深海极端环境生态和生命过程进行了探索。

   (2)给海底量体温  

    科学"号科考船201529日在西太平洋雅浦海沟附近海域投放热流探针,以获取海底热流信息。科研人员将其比喻为给海底"量体温"

          “量体温所使用的"体温计"是一根7.5米长、自重965千克的热流探针。从"科学"号后甲板处由钢缆放入海底后,凭借额外增加的500千克配重,这支"体温计"可以竖直插入洋壳表层,也就是亿万年来形成的海底沉积层中。

    当热流探针的姿态满足条件时,探针上的22个温度传感器会被自带电源瞬间加热,并记录降温过程中每秒温度值。回收后,根据传感器获得的海底沉积物原位温度梯度和热导系数,可以推算出海底热梯度的分布情况。

  (3)开创世界纪录         

         20151115日,“科学”号完成了热带西太平洋主流系和暖池综合考察航次,该航次开创了单一科考航次布放、回收深海潜标套数和观测设备数量最多的世界纪录,并在热带西太平洋“科学”号初步建成热带西太平洋潜标观测网

 

Copyright©中国科学院深海科学与工程研究所 备案证号:琼ICP备13001552号-1   琼公网安备 46020102000014号
地址: 三亚市鹿回头路28号 邮编:572000 网站维护:深海所办公室   邮箱:office@idsse.ac.cn