作为目前国内最先进的海洋科学综合考察船，“科学”号有着“海上移动实验室”的美誉，是开展深远海综合科学考察研究的国家重大科技基础设施。这是一艘什么样的船？它究竟先进在哪里？让我们一起走进“科学”号，领略它的超凡之处。
特殊的深海考察船
深海考察船是用于海洋大气、水体、海底、深海极端环境等海洋研究的特殊船舶，它整合了多学科的先进装备和技术。出于科学研究的需要，科考船经常要面对复杂的海况，因此，除了船舶系统的设计不同于常规船型外，它还有庞大的船载探测系统、船载实验系统和网络信息系统，以及为探测和实验配套的操控支撑系统等，和普通船只有着很大的区别。
“科学”号海洋科学综合科考船具备大气探测、水体探测、海底探测、深海极端环境探测以及遥感数据现场验证的能力。它的主要科学目标是：揭示大洋环境和海气相互作用对我国乃至全球气候变化的调控作用；阐明大洋生态系统的演化机制，查明大洋碳循环与热带驱动机制及其与我国乃至全球气候变化的联系；探索深海海洋的自然规律和本质；自主开展海底热泉/冷泉系统与地球深部过程研究，揭示深海极端环境与生命过程的关系；发展地球系统科学理论。
领先国际的设计理念
“科学”号是国内第一艘满足《特种用途船舶安全规则（2008）》的要求，采用了吊舱综合电力推进，且具备完全自主知识产权的现代化海洋科学综合考察船。为了使这艘船满足现代海洋科学综合考察的需求，确保船舶性能达到国际先进水平，项目组和设计院重点瞄准国际上新型科考船的先进之处，重点研究了多波束嵌入式安装的防气泡球艏设计、经济节能的“短长宽比”船型设计、不同推进形式和电站配置的综合评估、艏楼遮蔽甲板抗风稳性研究、操控支撑系统与科考实验室综合布置研究、减振降噪技术研究等关键技术难题。
海洋科学考察船在执行任务期间，难免会遇到恶劣海况，此时，强风使船舶倾覆的风险就不容忽视。为满足特殊抗风力要求，设计团队一方面通过对抗风力影响要素进行研究，力图在设计前期对此加以控制；一方面采用特种结构加强、特殊装备舱容进行密性和分割、减少自由液面、设置减摇水舱等措施，确保船舶在大风浪下的抗风稳性。
在“科学”号的设计过程中，工程师们结合船型发展趋势，根据规范要求和考察需求，不断优化船型尺度和型线，实现了快速性、经济性、耐波性之间的综合平衡。它的快速性和经济性指标，达到甚至超过了国际先进水平。
先进设施数一数
（1）动力定位系统
现代的先进海洋科学考察船都具备动力定位功能，如果没有动力定位，船就只能靠抛锚或漂泊进行作业。但是，在深海海域船是无法抛锚的，而在漂泊作业时，船舶的漂泊移动范围可达几百米甚至几十公里，完全无法满足科学考察的原位取样和探测要求。另外，科考船在作业时，一般都是从船尾部向海里下放探测设备，因此对船艏向（船头的朝向）也有着较高的要求。
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桨电力推进系统”。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。这种推进方式由于没有任何机械传动的能量损耗，所以能量转换效率很高。此外，这种推进系统还有几大好处，比如节省船舱空间、机动灵活性和可操控性强、能够明显降低船舶的振动噪声等。
“科学”号采用的是“双机双桨”的模式，在船尾下方，并列地装着两套吊舱式推进器。它的最大好处是船只操控起来很灵活，同时安全性也更好，如果其中一个螺旋桨坏了，还可以使用另一个进行工作。有了这个先进的吊舱式电力推进系统以后，“科学”号在海上航行或靠、离码头期间，不仅可以自如地前进、后退，还能够完成“横移”和“原地回转”等各种“高难度动作”。
（3）360°环视驾驶室
在驾驶室里，驾驶员可以直接看到船艉的后甲板。为了不挡住驾驶员的视线，“科学”号的烟囱被设计在左侧舷的位置。在驾驶室前方正中，有一套主驾控台，左右两侧还各有一套驾控台，包括动力定位操控台在内，驾驶室里一共有4套操控设备。除此之外，在机舱集控室和主机舱里也可以操控船只。为了满足科学考察作业的需求，在“科学”号后甲板的作业集控室以及ROV控制室里，也分别设置了船舶驾控台和动力定位操控台，被国外专家誉为“创新的设计”。站在“科学”号的驾驶室，你可以看到四周360°的全景，在个别位置还装了落地窗，视野更加开阔。
（4）最大亮点：升降鳍板
“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”（横截面为3米×4米）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。
国外有学者做过实验，将探测设备换能器安装在升降鳍板上以后，它的探测精度提高了近1倍！原来，船在行驶过程中，船底水体会形成湍流层，船速越快，湍流层就越厚。而这些湍流层和气泡流形成的屏蔽层，会使声波信号严重衰减。因此，“科学”号采用了升降鳍板，在声学设备探测的时候，装有仪器的鳍板会向船底下方伸出2.7米，这样就穿过了湍流层，避免了干扰，获得的数据也就更精确了。
在船正常航行时，鳍板收回到与船底平齐的位置，以减少航行阻力。另外，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。
（5）生活设施人性化
“科学”号科考船不仅是严肃的科研场所，更是温馨的海上之家。
在这里，你不会听到船只开动后发出的“嗡嗡”噪声。因为船上所有的大型机械设备都用了二级浮阀减震技术，此外还通过物理隔离的方式，把主机舱死死地密封起来。为了不使噪声传出来，平时还把楼梯通道、上下出口也都封闭起来。
在“科学”号的甲板上，你也听不到任何通风噪声。普通船只上的空调的风速较高，声音很大。为了减少噪声，“科学”号上的空调采用了低风速，如果不注意听的话，甚至都感觉不到。这些在噪声控制细节上的努力，明显提高了船员在海上生活的舒适度。
在公共区域，则设置了很大的空间，配有休闲厅、餐厅、网吧、健身房、桑拿房、咖啡厅、学术报告厅以及电影院，让大家在紧张的工作之余，充分放松并享受快乐。
“科学”号科考船在完成2015年热带西太平洋主流系和暖池综合考察航次后，已于11月15日返回青岛母港进行休整。不久的将来，“科学”号将再一次扬帆远航、乘风破浪，继续探索大洋深处的奥秘，为海洋科学事业做出新的贡献。
来源：科普中国移动端
