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中船集團七○八所:以創新托舉海上中國夢

  • 發佈時間:2015-03-23 01:29:36  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  風勁帆正船疾行。自“海洋強國”戰略提出以來,海洋工程進入快速發展的黃金時期,讓“航母夢”有了飛翔的翅膀。

  中國船舶工業集團公司第七○八研究所(以下簡稱“七○八所”)始建於1950年11月,是我國重要的艦船及海洋工程研發機構。近年來,七○八所提升基礎研究能力,以創新技術産品引領未來市場需求,自主開發和設計出多型具有世界級先進水準的民用船舶和海洋工程裝備,填補了我國造船業多項空白,為實現中華民族海上中國夢提供強有力的裝備支撐。

  拖曳水池:無風能起浪

  “工欲善其事,必先利其器!”提到拖曳水池的作用,七○八所基礎研究部副主任王金寶研究員做了很形象的概括。在船舶設計過程中,為了探知其真實的航行性能,需要在模擬海洋波浪的環境中試航,而拖曳水池就好比是“人造海洋”,能以不同速度拖曳船模,並模擬各種波浪條件。被譽為我國現代船舶科技發源地的七○八所“小水池”長70米、寬5米、深2.5米,于1954年建成,是我國首座船模拖曳水池,見證了中國造船史上的多項第一。

  隨著造船工業的飛速發展,為了給萬噸級大油輪、超級貨輪和集裝箱輪船設計提供國際一流的試驗條件,提升與國際航運中心相配套的造船能力,2009年5月,七○八所長280米、相當於6個奧運會泳池長度的“大水池”應運而生並投入使用,如今已有五個年頭!

  這個“大水池”乍一看像極了室內游泳池,只是多了輛橫跨水池兩岸的電動拖車,站在車上向下看,水池平靜如鏡,反射著弧頂的燈光,並未見特別。隨著拖車在軌道上前移,拖曳的一艘模型船也同步前行,此時“玄機”顯現:無風竟然起巨浪——水池側面世界上獨一無二的造波裝置啟動,橫波、縱波、斜波交錯而來,在水面上交匯出一幅幅壯麗的波紋圖,恍然間,竟仿佛置身於海面上。王金寶研究員介紹説,拖車速度最高可達每秒9米,人造浪高最高可達0.5米,這對於一艘通常6米、最長10米的小船模來説,相當於海上巨浪,足以考驗其快速性、耐波性及操縱性等指標。

  據悉,拖曳水池啟用五年來,已完成技術開發、型線優化、運動性能研究、螺旋槳設計等160余項任務,“新型拖曳水池為我們的船型開發及優化工作帶來了便利,但如何更好的利用好該水池,還將是我們團隊將來要面對的課題。”王金寶表示,七○八所的水動力研究將以“大水池”啟用五週年為契機,再接再厲,迎難而上,開拓創新,為提高中國設計船舶的水動力性能和競爭力做出更大貢獻!

   海上“巨無霸”:大體量凸顯競爭優勢

  當前,國際主流貨輪公司對箱船的需求正在從大型化向巨型化發展。由於超大型集裝箱船建造難度大,目前主要集中在南韓幾家大型造船企業,2014年9月,由七○八所自行設計,上海外高橋造船廠建造的18000箱集裝箱船的開工建造,一舉打破了南韓對該領域的壟斷,這也是目前為止,國內能建造的最大噸位集裝箱船。

  這頭長399.2米,寬59米的“鋼鐵巨獸”比航空母艦還要長,船體“身高”73米,相當於一座24層酒店高度;按照裝載容量計算,從船艙到甲板以上可裝載19層集裝箱,其中在甲板下為10層箱,相當於1個NBA籃球場、1個美式橄欖球場和1個冰球場的總和;在甲板上為9層箱,與並列23排集裝箱的總面積,相當於4個足球場之大,一次能夠運送1.8億台iPad。

  由於沒有相關的經驗積累且沒有固定的規範去遵循,巨型箱船的研發難度非常大。該船副總設計師、結構專業負責人韓鈺告訴記者,對於350米以上的巨型集裝箱船而言,首先其船體的結構極為重要,是該型船舶設計的根本性因素。“如果我們將8000箱集裝箱船的結構設計視為入學水準的話,那麼18000箱集裝箱船的結構設計應被視為是研究生水準。”為了突破難關,經過多輪的設計及試驗,通過大量的設計分析比較,該所的設計團隊終於在眾多的方案中篩選出滿意的解決方案,順利地實現了結構形式優化,據介紹,經過巧妙的工程設計,該船舶擁有一個U字形的船體,通過船體內部體積的擴增,使得總承載容量比15500箱船增加了16%,相當於多承載2500個集裝箱。令人驚喜的是,載箱量雖然增加,但燃油消耗等方面成本卻低於現有亞歐航線營運船舶的水準線以下!

  “隨著技術的發展和船東實際運營情況的改變,新的改進空間將會出現,屆時我們將及時跟進,並對相應的船型進行優化,爭取持續拿出最優的巨型箱船設計方案。”七○八所的創新團隊並不打算止步於此,而是繼續在創新的路上“風雨兼程”!

  海工重器:搶佔遠洋石油開採先機

  2015年1月9日,由七○八所設計的“海洋石油981”號超深水半潛式鑽井平臺獲得了我國國家最高科技獎——2014年度國家科技進步特等獎。該項目從2002年啟動,歷經前期研究、概念設計、基本設計、擴展基本設計、詳細設計、建造安裝、海上調試、南海試鑽等階段,于2012年5月成功開鑽,歷時近10年,終於從理想藍圖變成為遨遊深海的勘探裝備,實現了中國幾代海洋石油人的理想。

  “海洋石油981”號甲板面積相當於一個標準足球場大小,從平臺底部到鑽井架頂高137.8米,相當於43層樓高,最大作業水深3050米,最大鑽井深度1.2萬米。按照我國南海200年一遇的極端海況進行整體穩定性和結構強度設計,被譽為海工裝備裏的“航空母艦”,代表了當今世界海洋石油鑽井平臺技術的最高水準,創造了多項“國內第一”和“世界第一”。

  成就的背後離不開設計者們艱苦卓絕的努力和巧妙的創新。為了更高效地解決平臺建造過程中的問題,突破技術瓶頸,團隊還建立了周會、月例會和高層協調會制度,通過列“問題清單”的方式匯總問題,落實責任,促進高效作業。如果遇到棘手問題,大團隊則會組織“頭腦風暴”活動,廣泛徵集解決問題的方法。拿平臺減重的問題來説,團隊就通過徵求建議、集思廣益的辦法找到解決方案,將平臺某些結構以鋁合金替換鋼材,並優化管線佈置,從而成功實現了減重目標。

  如今,“海洋石油981”號已在祖國南海深水海域成功開鑽,“這標誌著中國海洋油氣開採從大陸架走向深海,對於實現國家能源戰略、維護國家海洋權益都具有重要戰略意義。”總設計師沈志平自豪地説。

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