“极地”号再续今生缘,为我国极地科考事业再立新功!

6月24日,由中国船舶集团第七〇八研究所研发设计,广船国际有限公司为自然资源部北海局建造的“极地”号破冰调查船在广州交付。“小而精”船型研发,支撑我国破冰船“轻-中-重”体系化建设“极地”号是我国自主设计、建造的新一代破冰调查船,将主要服务于我国海冰等海洋灾害防灾减灾能力提升,助力极地海洋、海冰和大气等环境的综合观测调查任务。

极地科考船防污染设计优化

基于某极地科考船规格书及极地规范,主要阐述了该船在防污染设计方面为满足极地排放的要求,通过对油类、生活污水、固体垃圾、柴油机排气硫含量及氮氧化物含量等几方面进行深入研究,梳理出需特别注意的事项,制定了解决措施,对相关设备配置和系统设计进行了优选优化,达到满足极地绿色环保要求的目的。

极地科考 造福人类

极地是生物的基因库和自然资源的储备地,是气候环境演变的航向标,也是科学的殿堂、创新的源泉。我国一直高度重视极地大洋科学考察工作,认识、保护和利用深海极地的能力不断增强。十年来,我国南北两极科考工作有了全新突破。

极地科考 造福人类

极地是生物的基因和自然资源的储备地,是气候环境演变的航向标,也是科学的殿堂、创新的源泉。我国是世界上为数不多的能够在极地独立开展科考工作并建立科考站、持续进行科学观测的国家之一,在国际极地事务中发挥着越来越重要的作用。我国一直高度重视极地大洋科学考察工作,认识、保护和利用深海极地的能力不断增强。“发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国”写入党的二十大报告,是对极地科考事业新的指引和推动。

某极地科考船科考收放系统设计

本文通过剖析某极地科考船配置的科考绞车、门架、月池系统等收放设备,以及科考设备转运系统等辅助系统的选型、布置设计及布缆设计方案等,介绍了该船科考收放系统的设计。本船科考收放系统的设计,实现了国内首创的全海深全海域特别是极地水域载人和无人深潜作业、极区海底打捞救援等科考作业,同时具有极佳的兼容性,可服务于今后开发的深海科考设备,为后续类似船型设计提供参考。

极地科考小型无人飞行器

针对小型无人飞行器在极地科考中的抗风扰动问题,通过神经网络改进卡尔曼滤波算法,提高小型无人飞行器对环境的适应性.基于小型无人飞行器自身状态信息与误差信息,在线调整系统的量测噪声和估计参数,提高信息融合精度;利用矢量域方法构建轨迹跟踪控制算法,基于目标航迹在线调整航向,提高小型无人飞行器在顺风、逆风、转弯的飞行品质和压航线精度.经过大量的仿真试验、实际飞行试验验证了方法的有效性,改进的卡尔曼滤波算法可以提供长时高精度信息,小型无人飞行器可以在野外6级风源扰动的情况下,实现稳定飞行,平均误差不超过10m.小型无人飞行器在南极实地科考中得到成功应用.

极地科考破冰船水下辐射噪声分析

极地科考破冰船在开展大洋和两极科学考察时,一方面如常规科考船一样需尽量控制自身的辐射噪声,以确保不影响探测设备的功能;另外一方面要求尽量减少自身辐射噪声对海洋和两极生物生存发展的影响。然而尤其是高等级破冰强度的极地科考破冰船,其所具备的特殊船型、大功率主机、高强度螺旋桨以及可能安装于船体外的全方位推进器都会给水下辐射噪声控制带来了极大的挑战。文中介绍了某极地科考破冰船项目水下辐射噪声的前期研究。首先比较了船舶水下辐射噪声相关标准,分析了船舶水下辐射噪声的来源,归纳总结了抑制水下辐射噪声的方法。然后针对某极地科考破冰船的水下辐射噪声进行了实船验证,实测中采用多水听器方法,将测得的辐射噪声数据与国外同类船进行对比,初步分析了目前极地科考破冰船水下噪声特性。研究结果可为开展极地科考破冰船水下辐射噪声抑制研究提供理论参考。

TSEA:极地科考在线系统中海量走航数据的剔除算法

在对环境极端恶劣的两极区域进行科考的过程中,科考船状态的实时监控及反馈是推动极地科考事业的重要保障。在极地科考过程中,由于走航数据采集频率高,监测手段多样化,催生了具有多源、多类、多态等特性的海量数据,因此如何实时在线快速展示极地科考走航数据是21世纪海洋事业面临的巨大挑战。针对极地监控业务化平台中的快速可视化关键问题,提出了TSEA(Time-Space elimination algorithm)数据剔除算法,通过对数据进行冗余剔除及压缩等操作,使得在对数据进行快速展示时更加快速与高效。TSEA算法在极地科考在线系统中提供了技术支撑,已投入使用于第31次南极科学考察,并得到了相关单位的一致好评。

基于云模型和组合权重的极地科考船技术评价

根据极地科考船特点选取了六项评价指标,并针对传统技术评价中因模糊评价方法引入隶属度概念从而失去模糊性和指标权重确定中存在主观性强的问题,利用粒子群算法将由层次分析法、序分析法得到的主观性较强的权重与由熵权法、变异系数法得到的客观权重相结合,得到组合权重;再利用云模型能反映评价信息的模糊性和随机性的优势进行综合评判。

“雪龙2”号极地科考破冰船舾装设计要点简析

"雪龙2"号是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船,该船兼具运输船、破冰船和科考船的特点。文中对舾装专业设计范围、设计原则和配置特点进行梳理,并着重分析介绍主要的设计要点,涉及该类型船舶共同具有的代表性技术问题和相关经验总结,可为今后新的极地科考船或类似项目的设计工作提供参考借鉴。

极地科考船在规则波中的参数横摇数值模拟

以一艘极地科考船为研究对象,利用基于Rankine面元法的Wasim模块,分析其在不同波浪条件下参数横摇发生的规律。首先建立了适合Wasim模块计算的数值模型,基于考虑黏性的CFD模拟下的自由横摇运动引入了非线性阻尼,进而验证了在Wasim中进行横摇运动模拟的准确性;然后模拟了船舶谐摇的情况,将谐摇结果作为基本值对比后续的参数横摇结果;最后模拟了不同浪向角和波浪频率下的船舶参数横摇运动,分析了极地科考船发生参数横摇的规律。结果表明,Wasim模块能够较好地模拟船舶横摇运动;参数横摇发生在遭遇频率为固有频率1.95~2.1倍区间范围内;无航速下,在横浪附近的参数横摇较为严重,容易引起船舶倾覆;设计航速下,参数横摇更易发生在迎浪的波浪条件下。

极地科考船舶储能系统热管理模块设计

目的设计一种适用于极地科考船储能系统的锂离子电池组热管理模块,以降低低温对电池性能的影响,并延长其使用寿命。方法通过实验获得高寒环境下锂离子电池电气特性参数,明确高寒条件下热管理模块的功能需求。在此基础上进行热管理模块硬件设计及策略开发,并搭建电池低温测试实验平台进行验证。结果将-35℃环境温度下电池表面温度预热至0℃,以低倍率放电时,电池的可用容量可提升至额定容量的34.7%,并且提高预热温度能够增加电池的可用容量。结论该热管理模块能够有效地对锂离子电池组进行热管理,提高高寒环境下科考船储能系统的可用容量。

“雪龙2”号极地科考破冰船交付使用

7月11日,我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船'雪龙2'号在上海顺利交付,这标志着我国在极地船舶设计与建造方面取得了新的突破。'雪龙2'号极地科学考察破冰船由中国船舶工业集团公司第七〇八研究所联合芬兰阿克北极有限公司设计,江南造船(集团)有限责任公司建造。

“雪龙2”号——智能极地科考引领者

2019年7月11日,中国第一艘自主建造的极地科考破冰船'雪龙2'号正式交付,这预示着其即将开启南极首航。'雪龙2'号是由国家海洋局极地考察办公室、自然资源部所属中国极地研究中心组织实施,中船七〇八所和芬兰Aker北极公司联合设计,江南造船厂建造的专业极地科考破冰船,入中国船级社和英国船级社双船级,是一艘满足无限航区要求、具备全球航行能力和国际先进科考水平的极地科学考察破冰船。日前,中船集团第七O八研究所科考船设计专家、'雪龙2'号总设计师吴刚接受《船舶工程》编辑专访,针对'雪龙2'号的技术突破、创新及极地科考领域未来的发展走向进行了深入探讨。

新型极地科考艇上冰过程的强度分析及可行性研究

分析目前水冰两栖艇的国内外发展现状,根据冰刀原理,设计一种新型水冰两栖艇及其爬冰方式。研究新型水冰两栖艇的爬冰系统及其设计特点,运用材料失效和瞬态动力学等理论,分析验证水冰两栖艇爬冰的最佳形式,并使用ANSYS Workbench软件建模以验证其能满足爬冰的强度要求。

中国无人潜水器跨入深渊和极地科考新阶段

[本刊讯]2021年9月,中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的"海斗一号"全海深自主遥控潜水器(简称"海斗一号")在马里亚纳海沟深渊科学考察中,取得多项世界级成果。此次任务的顺利完成,意味着中国全海深无人潜水器正式跨入万米科考应用的新阶段,填补了当前国际上全海深无人潜水器万米科考应用的空白。

极地科考船主尺度选型研究

该文统计世界各国现役、在建的极地科考船,分析不同任务级别的主尺度选择,从时间序列角度研究长宽比、宽度吃水比等船型参数的变化趋势,得出极地科考船总体设计的尺度选择边界,为后续设计工作提供数据基础。

基于WSR方法的极地科考安全风险管控模式研究

极地科学考察具有高风险、高复杂性和整体系统性的特征,科学合理的安全风险管控模式对于降低极地科考事故发生率和财产损失具有重要意义。本文基于WSR系统方法论,建立了针对极地科考的安全风险管控模型。该模型采用PDCA循环程序对极地科考过程中“物理-事理-人理”风险因素进行全面分析与控制,最终保证极地科考的安全性。由于该模型能够从多维角度对极地科考过程进行分析,能够极大程度上对极地科考安全风险因素进行辨识。最后,利用该模型对巴西费拉兹科学考察站火灾爆炸事故案例进行分析,充分表明从三个层面对极地科考安全风险进行管控具有重要意义。

“雪龙号”极地科考船恢复性维修改造项目监理

本文以"雪龙号"极地科考船恢复性维修改造监理项目为背景,对监理过程中的重点、难点进行了介绍,分别从质量控制、进度控制、费用控制以及延伸监理服务方面阐述了维修改造项目的监理服务措施。