科考再立新功！快来听“雪龙2”号总设计师讲述这艘“特种船”诞生的幕后故事
电影《泰坦尼克号》中，一艘巨轮因撞击冰山而沉没在海洋中，使人们对冰山给海上行船带来的威胁留下了深刻印象。在现实世界中，搭载“黑科技”的破冰船不惧风险，穿梭在冰山之间，成为科考队员的探路先锋。
前不久，我国第13次北冰洋科学考察队乘坐“雪龙2”号极地科考破冰船（下称“雪龙2”号），前往北冰洋执行科学考察任务。“雪龙2”号是由我国自主研发的全球首艘双向破冰科考船，它能轻松穿越20米冰脊，在冰寒极地畅通无阻。
“作为‘雪龙2’号项目的技术支撑单位，我们之所以有底气参与新船的设计研发工作，是因为团队在极地破冰科考船方面有相关的技术和知识储备。”日前，中国船舶集团有限公司第七〇八研究所（下称七〇八所）科考船设计专家、“雪龙2”号总设计师吴刚接受中国知识产权报记者采访，讲述了这艘“特种船”诞生的幕后故事。
解决科考痛点
出于对北极战略地位作用的考虑，许多国家在破冰船建设方面一直在加大投入，俄罗斯如今已形成了核动力与常规动力破冰船共同发展的格局。近年来，随着不断加大自主创新力度，我国诞生了拥有自主知识产权的破冰船——“雪龙2”号。
设计建造这样一艘全新的极地科考破冰船并非易事，从启动到下水，历经整整10年。可以说，“雪龙2”号是在8736张图纸、2541块钢板中孕育，在七〇八所、江南造船（集团）有限责任公司、自然资源部所属的中国极地研究中心和中国船级社等约3000多名参与成员的努力和汗水中成就，无愧为“大国重器”。
吴刚介绍，“雪龙2”号诞生前，它还有个从国外“抱过来”的“哥哥”——“雪龙”号。1993年我国从乌克兰购入的“雪龙”号，历经多次改装，成为当时我国唯一一艘极地科考破冰船。“雪龙”号本身的破冰能力有限，只有在夏季两极冰川大面积融化时，才能到达科学考察位置，难以满足我国极地科考的需求。因此，打造一艘更强大、更先进的极地科考破冰船已经成为业内共识，开展船舶的研发工作迫在眉睫。
2009年6月，我国确立了“国内外联合设计、国内建造”的原则，要求选择国内和国外在破冰科考方面最强的设计公司联合研发，同时，要求新船在入级中国船级社的基本前提下，还要入级一个国外破冰船审图资深的船级社，获得双船级。
吴刚介绍，那时，我国并未系统地展开过极地科考破冰船设计研发工作。同时，作为非极地国家，我国也没有建设过对专业破冰船设计极为重要的船模冰水池和极地环境适应性实验设施。在极地科考破冰船设计研发领域，我国的研发工作需要一步一个脚印，摸着石头过河。
提前储备专利
2010年2月，七〇八所被确定为“雪龙2”号项目的技术支撑单位。吴刚说，早在1978年，七〇八所就组织编写了我国最早的《冰区考察船设计资料汇编》，进行极地科考破冰船的资料整理。随后，科研人员便开始系统性、针对性创新技术，布局相关专利。
七〇八所作为技术支撑单位，与当时的船东——国家海洋局极地考察办公室、自然资源部所属的中国极地研究中心共同组织完成项目建议和可行性研究工作。“从那时起，对于‘雪龙2’号，我们将专利等知识产权工作提上了日程。”吴刚介绍。
“在这一过程中，我们对于极地科考破冰船的专利布局，了解得更加深入，这也为后来团队与相关单位共同开展合作奠定了基础。”吴刚介绍，在极地科考、船舶研制方面，国内的江南、沪东、大连以及广船等几大船厂，国外的芬兰阿克北极公司、ABB公司、大宇造船厂等公司均有相关专利布局。
“‘雪龙2’号不仅是破冰船，更是科考船，而科考船研发设计领域一直是我们七〇八所大显身手的舞台。”吴刚介绍，团队在国际上首次提出了下沉式箱型龙骨的解决方案，已拥有“一种下沉式箱型龙骨”等解决科考船实际问题的多个船型专利，实现了敞水阻力控制、冰区安全操纵、声学设备抗干扰的综合平衡。
“以极地科考、船舶研发设计为例，我们针对设计船型，结合设计的关键技术与创新点，做到提交专利申请与设计同步进行，甚至提前进行。”七〇八所破冰船知识产权专员、“雪龙2”号总体专业主任设计师张东江介绍，项目组在极地科考、船舶研发设计方面，同时兼顾专利与标准，内容方面主要是以船型与船舶系统为主，核心设备为辅。
“1000余份图纸意见清单记录着我们和芬兰阿克北极公司从对接、研讨、改进到最后敲定方案的全流程。”谈起这段具体的设计过程，张东江表示，双方共同进行开发、设计、共享等，最终我国取得了该船舶设计的全部知识产权。如今，在“雪龙2”号上，团队已拥有16件发明专利，24件实用新型专利。在此基础上，设计团队还在结合我国新的极地装备研发，持续开展技术创新和知识产权推进工作。
创新助力科考
2018年9月10日，“雪龙2”号出坞下水，2019年7月11日，“雪龙2”号正式交付。船体总长122.5米、设计排水量接近1.4万吨、搭载48类120多台套极地调查设备……“雪龙2”号满足无限航区要求、具备全球航行能力，以及先进的极地冰区综合调查能力，覆盖海洋环境、生物资源和海底科学等三类调查功能。“与同期交付的极地科考破冰船相比，‘雪龙2’号在破冰能力、冰中机动能力、续航力、智能化水平、环境耐受性等方面，均超过对比船舶。”张东江表示。
“‘雪龙2’号最大改进就是破冰能力增强。”张东江介绍，它是全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船。双向破冰均具有以2节至3节船速连续破1.5米冰+0.2米积雪的能力，艉部破冰能实现在20米当年冰冰脊加20厘米雪层不被卡住。为保证能穿透数米厚的冰层，船体使用了特殊钢材，比常规船舶板材厚三至五成。
除了更强的破冰能力，自主制造的“雪龙2”号还有哪些亮点？与运输为主的老“雪龙”不同，“雪龙2”号强化了360度原地回转、防气泡下沉式龙骨专利设计等不少亮点设计，可实现全球无限航区航行，装载多项国际一流水准的科考设备。例如“雪龙2”号装备了国际先进的海洋调查和观测设备，实现科考系统的高度集成和自洽，进而成为我国开展极地海洋环境与资源研究的重要基础平台。
如今，“雪龙2”号已圆满完成了4次南极、2次北极考察任务。今后，“雪龙2”号将继续乘风破浪，为我国极地科考工作再立新功。（陈景秋刘弘一）
（文章来源：中国知识产权报原标题：“雪龙”破冰前行科考再立新功）
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