吴刚相伴雪龙2号十年绘极地科考利器

吴刚，中船集团第七〇八研究所民船部主任助理、研究员，科考船设计专家，担当“科学号”副总设计师，“旭日红01”“旭日红03”“东方红3”“雪龙2”号“中山大学新建科考船”等多型海内顶尖科考船总设计师。
主持的项目“科学号深远海综合探测平台研发与运用”获2017年国家海洋局海洋工程科学技能奖特等奖；“科学号海洋科学综合稽核船研制”获2014年中船集团科技进步奖一等奖和2015年上海市科学技能一等奖；“深海探测与研究平台体系培植”获2015年度中国科学院精彩科技造诣奖等名誉。

【匠心阐述】

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对付专业的科考船来说，从设计到制造，都须要极其风雅化，要做到“麻雀虽小五脏俱全”。

我对自己部下卖力的科考船设计，哀求坚持“不破不立”的理念，年夜胆去冲破旧的东西，勇于去创造新的东西；要做到极致，并且经得起实践的考验。

【匠人美学】

“雪龙2”号的出身，意味着中国极地科考奇迹将迎来“双龙探极”的新时期。
“科学号”“旭日红01”“旭日红03”“东方红3”等海内顶尖科考船的接连出身，也代表着“国之重器”越来越密集。
作为多艘科考船的总设计师，吴刚带着中船集团第七〇八研究所的团队“越战越勇”。

今年7月11日，中国第一艘自主建造的极地科考破冰船“雪龙2”号在上海交付，正式加入我国极地稽核序列。

交付发布会上，一则“雪龙2”号在海上试航的短片首次播出。
当看到这个长122.5米、宽22.32米的“大家伙”在茫茫大海上实现原地360°旋转时，现场所有人情不自禁地为之鼓掌，许多人眼中泪花闪现。

“对我来说，这个场景我设想过无数遍，当时出发试航我也曾多次提醒事情职员，一定要带上无人机，将这个画面记录下来。
”中船集团第七〇八研究所科考船设计专家、“雪龙2”号总设计师吴刚说，他对“雪龙2”号实在是太熟习了，从未有哪艘船像它这样，霸占了自己人生的整整十年。

十年磨一剑：“要造一艘全新的极地科考破冰船”

谈起参与“雪龙2”号设计建造全过程的十年，吴刚很是感慨，“难以言语”。

“这十年就像电影一样，一帧一帧的画面在我脑海里闪过，可以回顾出很多鲜活的场景，比如我们在江南厂所在的长兴岛谈论方案到凌晨两点，为理解决一个问题彻夜不休，又比如随船进行第一次海上试航。
”吴刚说，看着“雪龙2”号从纸上的一笔一画，变成一块块钢板、一间间舱室，末了出身一艘崭新的极地科考船，“就像看自己的孩子一样”。

“雪龙2”号出身前，我国唯一一艘极地科考破冰船，是已服役多年的“雪龙”号。
“雪龙”号由集装箱运输船经由多次改装而成，只有在夏季两极冰川大面积融化时，才能到达稽核位置，但纵然是夏季，也无法深入北冰洋中央区。
而南极的中山站、长城站，以及未来将建立的更多极地稽核站，都急迫须要一艘可以抵达的科考船。

中国须要一艘新的极地科考船，这一想法早在2008年就已经酝酿成熟。
当时，吴刚跟随自己的老师张炳炎院士参与到项目策划中。
“在构想之初，也有一种声音说，我们可以从国外购买成熟的设计方案，由于大家太希望这艘船尽快面世了。
但‘雪龙2’号与一样平常运输船不同，它是一艘极其繁芜的‘特种船’，各种功能都须要根据中国国情来进行定制，以是我们一定要新造一艘船，而不是改造，更不能照搬国外的船型。
”吴刚说。

以北欧国家挪威为例，一艘按照挪威沿海出发前往北极的路线定制的破冰船，破冰能力只有1.0米厚度，这是抵达挪威极地稽核站的破冰指标。
但要到达中国中山站，至少须要连续破1.5米厚度的冰和经历“妖怪西风带”的磨练，这便是现在“雪龙2”号的破冰能力和敞水航行的能力。

2009年6月，国务院专题会议批准立项，正式启动“雪龙2”号极地科考船培植项目，并确定由国内外联合设计、海内自主建造。
任何一项大工程都要经由严格的论证过程，到2012年，“雪龙2”号的需求轮廓终于出炉，并终极确定由芬兰阿克北极公司来和七〇八所组成“雪龙2”号的联合设计团队。
同年，张炳炎院士因病逝世，吴刚接替恩师成为“雪龙2”号的总设计师。

“雪龙2”号的出身历经十年，个中，全体设计方案的确定就占了七年。
“‘雪龙2’号的破冰厚度要从1米改为1.5米，这看起来只是项目书上一个绝不起眼的数字，但对整艘船来说，却是一个质的变革，它将使船的载重、排水量、用钢量、钢板强度乃至全体资金投入都发生极大的跳跃。
”吴刚说，一个最明显的变革是，“雪龙2”号的排水量要从8000吨变成近14000吨。

需求随着设计的深入不断调度，这须要全体设计团队在极短韶光内去解释为什么设计方案会不断地变革，并通过模型实验来证明变革是精确的。
“在破冰船设计方面，正是‘雪龙2’号逼着我们从‘小学生’很快长成了‘高中生。
”吴刚说。

再赴南极：“还有一门最主要的考试在等着我们”

如今提起“雪龙2”号，大家都知道，它是环球第一艘采取船艏、船艉双向破冰的科考船，能以2-3节的航速在冰厚1.5米＋雪厚0.2米的条件下连续破冰航行，可实现极区原地360°自由迁徙改变，并打破极区20米当年冰冰脊，还具有环球航行能力。

但当时，要办理既能破冰航行、又能保障敞水航行的科考功能这个巨大的难题。
“船是一个钢铁构造物、一个浮力块，既要让它破冰性能好又要让它敞水性能好，本身便是抵牾的。
”

吴刚阐明说，对破冰来说，船艏的倾斜角在一定范围内越低越好，但船艏倾斜角太低会导致航行时候科考性能受到极大滋扰。
“我们做了大量的实验，末了为‘雪龙2’号的船艏找到了一个最佳平衡角度，首次在船前部采取下沉式箱型龙骨的船底构造，实现了船底主要声学设备避免气泡和碎冰影响与航行经济性之间的折衷。
这是决定船型最主要的一点，也是我们自己的一个专利设计。
”

但究竟这个设计的实际效果如何，“雪龙2”号在破冰时是否会影响科考操作，还要等到极地冰区进行科考试航才能得知。

今年10月，“雪龙2”号将和“雪龙”号一起奔赴南极，共同实行我国第36次南极稽核任务。
吴刚也将跟随“雪龙2”号前往南极，对全体破冰试航的效果进行不雅观察，对可能产生的问题做好办理预案。

在2015年初，为了更好地设计“雪龙2”号，吴刚曾在当时国家海洋局的支持下跟随“雪龙”号前往南极进行稽核。
“31次南极航次中，我在船上看到，‘雪龙’号上的科考职员须要手动操作采水装置作业，全体效率很低而且很危险。
以是我们在‘雪龙2’号上进行了很多减少人工的改装，比如加大尾部作业的自动化程度、船体的智能程度等。
”

2015年的这次南极稽核，也让“雪龙2”号增加了一个最人性化的设计——实现Wi-Fi全覆盖。
吴刚说，这是中国极地研究中央和设计团队给新船下的一个硬指标。

“当时我在‘雪龙’号上看到，每天晚上很多人蹲在走廊楼梯口，握动手机跟家人通讯，由于那是船上旗子暗记最集中的地方。
”

对此，吴刚很感慨，“设计这艘船的时候，我想，未来登上这艘船，手机一定要可以流畅上网，让Wi-Fi旗子暗记覆盖船的各个区域。
”

这次再赴南极，他的心情“既紧张又期待”。
“对付‘雪龙2’号，要经历常规试航、科考试航、破冰试航三门考试，才算正式过关，而末了这一门是最难也是最主要的，希望末了的总分，对得起逝去的老师张炳炎院士，对得起这么多人加在一起的十年寒窗。
”

国之重器：“过程痛楚，结局美好”

很多人不知道，在与“雪龙2”号相伴的这十年里，吴刚还带着七〇八所的团队，设计了环球排水量最大的静音科考船“东方红3”，环球级科考船“旭日红01”和“旭日红03”等多艘“国之重器”。

从2013年到2019年，“东方红3”的出身也经历了整整六年。
“东方红3”是一艘5000吨级新型深远海综合科考船，是目前天下上最安静、定员最多，经济性、振动噪声、电磁兼容等指标哀求最高，作业甲板和实验室面积利用率最大、综合科考功能最完备的新一代海洋综合科考船，它的成功交付代表了我国科考船建造技能和海洋调查技能的最高水平。

“‘东方红3’最大的难题，是要造一艘最安静的海洋科考船，通过降落科考船自身的辐射噪声水平，使得探测时能更加清晰不受滋扰。
”吴刚见告。

“当时船东中国海洋大学提出船需知足DNV GL水下辐射噪声SILENT-R的最高哀求，要知道，当时海内科考船水下噪声研究刚刚起步。
”而这一高哀求，会对整艘船的线型、构造、推进系统、设备等都产生重大影响，改变设计的险些所有细节，不破不立是弗成的。

“依赖设计团队所有人的辛劳研讨，也感谢江南造船厂、中国船级社、挪威DNV-GL船级社等互助方以及国内外各优质设备供应商的互助，我们终极通过低噪音螺旋桨设计、主发电机组双层隔振设计和低速超静音推进电机选型三大关键技能，完成了这个任务。
”今年5月30日，“东方红3”正式交付，吴刚称之为“过程痛楚，结局美好”。

不破不立：“年夜胆去冲破，才能创造新的东西”

职业生涯近二十年，在吴刚看来，“兼顾”是家常便饭。

但他也坦言，并不这天昼夜夜都要专注于同一件事，“各个韶光段有各自的重点，比如‘雪龙2’号进入建造过程，我们就紧张卖力合营江南船厂的建造，能花更多韶光在其他船的研发攻关上。
”

作为多艘海内顶尖科考船的总设计师，须要卖力全体方案的设计创新、关键技能的把握、与船东及互助方的沟通，以及设计中各个专业之间的折衷。
他以为，这些年下来，他养成了很严重的强制症，“我现在已经不是一个‘正凡人’了。
”

“比如事情中创造一个问题没有办理，会整晚整晚睡不着，总想急速发给团队的设计职员。
由于我总担心，不把问题揪出来、不把事情支配下去，自己哪天忘却了，或者其他人也忽略了，会导致很严重的问题。
”吴刚说，船舶设计是牵一发动全身的事情，必须细心再细心、谨慎再谨慎。

在经历了“雪龙2”号、“东方红3”这样须要攻关许多难题的大项目后，吴刚以为，他的“强制症”有了另一个表现。

他很喜好在设计中去做一些考试测验性的、探索性的创新，例现在朝正在主持设计的中山大学科考船，他想为科考船设计一个“驾驶室阁楼”，专门用于对深远处海生物进行不雅观察，这在海内的科考船上还尚未有过，纵然是目前多方反复推敲的方案，吴刚也始终以为还没有到完美的程度。

从过去的多艘海内顶尖科考船，到现在的“雪龙2”号，乃至未来的重型极地科考船，吴刚对自己主持设计的船型，有了一个新的哀求：不破不立。
“不要先说弗成，要多听听别人的想法；不要因循守旧，年夜胆去冲破，才能创造出新的东西。
”

他把这些对事情的自我哀求称为“强制症”，不知不觉地形成了寻求极致的完美主义，这也正是这位科考船总设计师的“匠心”所在。

【匠心影象】

新京报：你以为在完本钱身的造诣中，最值得珍惜的是什么？

吴刚：多年以来认识的那么多朋友，包括船东、船厂、互助方以及支持自己的团队伙伴。