海洋佔地球表面積的2/3以上，與人類賴以生存的能源、環境等息息相關。探索海洋，離不開先進的科學考察船
「實驗1」號近日執行了首航任務，成為科學界和大眾關注的焦點。中科院高技術研究與發展局局長、科考船項目經理部總經理田靜表示:「實驗1」號將成為我國海洋科學考察事業繼往開來的新起點。
這艘神秘的科考船到底有哪些新技術和特殊功能呢？科考船建造辦公室副主任劉宏偉揭開了它的神秘面紗。
風浪中不容易暈船
「實驗1」號科考船由中國科學院立項，中科院聲學研究所、南海海洋研究所、瀋陽自動化研究所聯合建設，它採用了小水線面雙體設計，是我國第一艘2000噸級以上大型小水線面雙體船。
從整體外觀看，「實驗1」號顯得方方正正，不像常規船那樣呈細長流線型，而這方正、簡潔的外表正是小水線面雙體船的特點所在，小水線面雙體船也稱SWATH船，這種船的船體與水面交界處的截面積非常小，在風浪中作業時，平穩性突出，讓人不容易暈船。而對常規船來說，當波浪湧起時，因船的水線面很大，被水一託，船體就容易隨水起伏。
據隨「實驗1」號出海的中科院工作人員反映，在兩個多小時的時間裡，身在船上卻幾乎感覺不到船體搖晃。「在同類海況下，『實驗1』號穩定性可與8000噸級單體船舶相媲美，11級風仍可正常航行。」
「實驗1」號船下部是兩個細長的橢圓形潛體，內部劃分為各種液艙、設備艙，尾部是推進螺旋槳和舵，潛體上部與兩段狹窄的支柱相連，在兩段支柱上搭起26米寬的大平臺。船水交界的地方，只有兩段狹窄而細長的支柱部位，水線面非常小，主要靠潛體提供整個船的浮力，當潛體在距水面6米附近時，狹窄而細長的支柱就將波浪對船體的作用降低許多，因此有較好的耐波性和穩定性。
六級海況下能作業
「實驗1」號科考船看上去給人一種莊嚴、巍峨的感覺，更讓人稱奇的是包裹在鐵質外表下的先進設備和非同一般的性能。
劉宏偉說，普通的船在惡劣海況下無法開展科考實驗。比如，科考中常見的各種投放、打撈作業，若海浪比較大(四級以上海況)，在一般船上就很難實施了，因為設備有可能和船相撞，損壞了設備，也可能撞壞了船。
又比如，目前海洋科考中普遍採用聲學設備進行水下聲遙感和遙測，其中有的設備安裝於船底，有的設備以拖曳方式遠離本船的噪聲幹擾來工作。如果作為安裝和拖曳平臺的船舶航行平穩，則接收信號的質量就比較好；如果船舶搖擺、起伏，則這些設備無法保持穩定的姿態和位置，接收信號質量就會變差，甚至無法工作。
而「實驗1」號科考船有著較好的抗海浪能力，可在六級海況下正常作業，有望改變科學考察受制於海況，只能靠「天」吃飯的狀況，將延長海上作業時間，為擴大考察成果提供條件。
11個實驗室涵蓋主要研究
「實驗1」號船上建有11個實驗室，基本涵蓋了海洋科研的主要門類，實驗室實現網絡化和全自動化，所獲科學數據，均可通過衛星實時傳送到岸上實驗室。
「能進行如此多的實驗活動，與『實驗1』號寬敞的活動面積有很大關係。」劉宏偉說，「實驗1」號長60.9米，寬26米，由於採用雙體船型，船體較寬，在實驗室布置方面較為方便，可以布置通用幹實驗室、溼實驗室和專用實驗室，兼顧了海洋聲學、海洋物理、海洋地質、生物和大氣環境等多個學科和專業，最多可容納45名科研人員同時開展工作。另外船上也可裝置貨櫃實驗室。在船後部，寬敞的主甲板以及上甲板可以容納更多的儀器和設備，方便裝配和調試，從而可以在一個航次中安排多學科綜合性考察，或進行較大規模的實驗。
減振降噪全船很安靜
近距離接觸「實驗1」號的科研人員都稱讚這艘船乘坐很舒適，噪音很小。據劉宏偉介紹，若不注意減振降噪技術，船上隆隆作響的主機和微微震顫的甲板就會產生較大的噪聲，船員和科考人員長期處在這樣的環境中，不僅影響他們的工作與休息，甚至可能對其身體造成傷害。更重要的是，長期的噪音環境還會干擾科考設備的使用。
考慮到這些因素，「實驗1」號在設計及建造過程中，加強了減振降噪技術，採用柴電交流變頻推進系統、取消齒輪箱和長的軸系、對柴電機組等振動源採用減振浮筏雙層隔振措施、對部分艙室壁面進行了隔聲隔振處理等，行駛起來比較安靜，科學家們可以在船上安心開展實驗工作，同時也有利於科考設備的使用和維護。
巡航省油具有較好經濟性
由於科學考察的特殊目的，通常科考船都不要求很高航速，國際上科考船的巡航速度一般都在10節左右，最大航速一般約15節，SWATH船的最大航速由於其固有的水動力特點往往低於15節。劉宏偉說，這裡面還包含了經濟因素，因為航速低可節省燃油。
我國已有的3000噸級科考船，24小時巡航耗油量接近20噸，隨著高油價時代的到來，「造得起、用不起」的矛盾日益突出，船舶的經濟性在規劃和建設中受到重視。「實驗1」號滿載排水量2560噸，鋼質全焊接結構，最大航速15節，續航力可達8000海裡，自持力40天，比一般科考船省油，具有較好的經濟性。
多種強大功能打造綜合平臺
中國科學院副院長江綿恆在「實驗1」號首航儀式上指出，海洋佔地球表面積的2/3以上，它不僅是影響全球氣候變化以及自然災害形成的重要因素，也與人類賴以生存的能源、資源、環境等息息相關。21世紀是海洋的世紀，中國社會未來的發展與海洋密不可分。正如天文學研究離不開望遠鏡、高能物理研究離不開加速器，海洋研究也離不開科學考察船。
而「實驗1」號正是名副其實的綜合科學考察船，它可在近海、遠洋進行水聲、海洋物理、地質生物、海洋和大氣環境等多學科和交叉學科的科學考察，還可在各實驗室搭載各種專門的儀器設備。據介紹，科學工作者可以把各種先進技術用在海洋科考上，譬如水聲技術。電磁波在水下無法傳播，聲波是水中遠距離傳播的唯一形式，利用水聲技術可以實現遙感遙測水溫、水深、水流變化、海底地形地貌等各種信息，並具有測試速度快、覆蓋面積大的優點。聲學探測手段在海洋科考中不可或缺，隨著各學科發展相互融合，水聲技術與海洋考察的聯繫越來越緊密。
中科院聲學研究所 常麗君 發強