“双龙探极”
我国自主研制的新一代破冰调查船“极地”号
记者 赵芸
极地装备是认识极地、保护极地、利用极地的基础保障和重要载体，是一个国家综合实力的体现。
“未来，在破冰船领域，我们将由单船建造向船队建设迈进，还有很多困难需要克服，特别是在重型破冰船领域。”在中国船舶集团有限公司2024年国企开放日活动中，中国船舶设计大师、中国船舶集团旗下第七〇八研究所首席专家吴刚向记者表示，我国正全面加强极地科考、航运、保障和治理能力建设，未来将聚焦破冰船的“轻—中—重”体系化发展。作为我国民用船舶研发设计事业的佼佼者，七〇八所将克服困难，登上破冰船破冰等级最高的金字塔塔尖，“拿下”重型破冰船，实现我国极地装备与技术发展的大提升。
更强！破冰两米以上
近年来，我国极地装备与技术不断发展并取得新突破。到目前为止，我国真正具备极地综合科考能力的破冰船有3艘，分别是“雪龙”号、首艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2”号、我国自主研制的新一代破冰调查船“极地”号，它们都属于轻型或中型。其中，“雪龙2”号、“极地”号已成为我国和平利用和保护极地资源的新平台。
在2023中国极地科学学术年会上，中国极地研究中心工程技术中心主任王硕仁介绍，我国南极昆仑站、南极泰山站和“雪龙2”号等极地重大工程项目已相继完成建设；南极冰盖调查、生态调查和保护、空间环境探测、极区海冰变化等一系列极地观测监测业务和科学研究计划持续推进。
但整体而言，我国现有极地工程技术能力还不能满足重大工程的高质量建设要求，难以支撑国家极地战略的全面实施。目前，美国有重型和中型极地破冰科考船4艘，还计划新建3艘覆盖全极圈的重型科考破冰船；欧盟各国共拥有9艘具有破冰能力的极地科考船。
“我国破冰科考船数量严重不足，而且缺乏重型破冰船。”吴刚说。
业内专家认为，重型破冰船是我国发展极地事业必不可少的“大国重器”。
“可以透露的是，我国首艘重型破冰船的研究设计工作正由七〇八所牵头稳步推进。与现有型号相比，重型破冰船的破冰和抵御极寒的能力将更强，它可破厚度2米以上的冰。”吴刚介绍，“一旦投入使用，该船能在北极和南极执行长期任务，可以抵达以前去不了的地方。”届时，我国将具备常年在极地环境下进行作业、执行更深入科学考察任务的能力。
吴刚说：“重型破冰船还将是高度智能的、对环境友好的，将使用绿色燃料，在极地作业期间不会留下污染物。”据介绍，该重型破冰船的主要部件包括发动机，将由我国企业制造。
更快！登上金字塔塔尖
吴刚介绍，国际海事组织（IMO）把破冰船的破冰能力分成7档，从PC1到PC7，PC1级破冰能力最强、PC7级破冰能力最弱。整体来看，破冰能力可分成3个级别：PC1、PC2是重型级别，破冰的厚度在2米以上；PC3、PC4、PC5是中型级别，破冰厚度一般为1～1.5米；PC6、PC7属于轻型级别，破冰厚度在1米以下。其中 “雪龙”号和“极地”号属于轻型破冰船，“雪龙2”号的破冰能力是PC3，是中型里的最高等级。
“从1994年到2019年，我们用了25年，才实现1米到1.5米破冰能力的飞跃。”吴刚所说的这0.5米的差距，其实就是“雪龙”号（PC6）和“雪龙2”号（PC3）之间的“功力”差距。
“不能小看这0.5米，到了一定的量，对于破冰能力的要求就是一个‘质’的跨越。在南纬75度以南、零下20多摄氏度的冰天雪地里，面对冰冻的极地海面，只有依靠破冰船强劲的动力和坚硬的船体才能把科考人员、装备运达指定位置。”吴刚表示，“近些年在国内各方努力下，我国已具备了轻型破冰船和中型破冰船的设计和建造能力，现在我们面临的挑战就是登上金字塔塔尖，拿下PC1和PC2的重型破冰船。”
对于这一段路需要走多久，吴刚回应说，从PC6发展到PC3，用了25年，从PC3到PC2、PC1，相信这个时间会缩短，但依旧是一项久久为功的工程。“我们需要解决包括动力、推进器、防寒、高强钢、外涂层、绿色环保、智能航行等诸多技术问题，还需要配备高精度导航系统，加强装备的效能以及开展极区态势感知和观测网一体化建设的工作。”吴刚说。
据悉，强大的破冰能力要求船舶外壳能够持续碾压坚硬的冰面，这就既要有坚固的结构、高强度耐腐蚀的外壳，又要有强劲的动力和可靠的推进器。因此，一个国家必须拥有完备而先进的工业体系才能独立完成这种高技术船舶的设计与建造。
合作！形成协同创新
重型破冰船的建造是一项庞大的系统工程。据了解，2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出，在极地探测领域，开展极地立体观监测平台和重型破冰船研制等科技前沿领域攻关，开展“雪龙探极”二期建设。2023年11月发布的《上海船舶与海洋工程装备产业高质量发展行动计划（2023～2025年）》也明确提出，开发重型破冰船、运输成套装备和勘探船等极地特种装备。可见，我国对于重型破冰船的顶层设计早已谋篇布局。
七〇八所所长卢霖在2023年中国工程院航天航空航海国际工程科技论坛——极地工程装备技术分论坛上表示，面向未来，包括极地在内的全球新一轮科技革命和产业变革正在兴起，极地多冰、低温、高纬度、生态脆弱等特殊环境，为我国开展极地新装备研制、新技术突破、新规范研究带来新的机遇和挑战。我国需加强极地广域进入、长周期考察、常态化航运等新一代装备技术建设，以高水平的极地科技自立自强和高层次的对外开放，支撑落实联合国“海洋科学促进可持续发展十年”、我国“双碳”承诺和高质量共建“冰上丝绸之路”等时代需求。“我们希望与业内专家一起探讨涵盖极地战略需求、极地重大装备、极地关键系统、极地基础共性技术等在内的极地新装备新技术。”卢霖说。
在2023年中国国际海事技术学术会议和展览会上，中国船级社（CCS）发布了《重型破冰船规范》，这是全球首部重型破冰船专用规范。CCS联合七〇八所等业界单位开展技术攻关，研究制定了重型破冰船专用规范，以指导未来我国重型破冰船的设计与制造。《重型破冰船规范》包括通则、结构要求、推进功率、机械装置、船舶转向系统与设备、基于操作场景的冰载荷直接预报等多方面内容。
记者手记
劈冰斩脊 驶向远方
从第一代“极地”号到“雪龙”号，从“雪龙”号到“雪龙2”号，从“雪龙2”号到新一代“极地”号，我国极地科考船的“家谱”不断壮大，实现了从“跟跑”到“领跑”的飞跃。这离不开中国船舶集团有限公司第七〇八研究所科研人员始终前赴后继、创新超越，为研发设计一流极地科考装备作出的重要贡献，他们在提升我国极地装备工程技术研究水平方面起到了“中流砥柱”的作用。
制造业是国家经济命脉所系，是立国之本、强国之基。中华民族伟大复兴需要夯实物质基础、筑牢大国制造这个坚实支撑。科考船技术从跟随国际先进水平发展到逐步成熟，离不开七〇八所科研人员的有力托举。他们以“十年磨一剑”的精神克服重重难关，一笔一划将“雪龙2”号描成了现实，成功开启我国极地科考事业的“双龙探极”新时代，为南北极科考立下赫赫战功；他们用几十年的积淀和坚守，用无数心血和奉献，持续深耕极地科考船研发设计，创新自强、奋斗争先，引领我国极地装备与技术的发展，让极地和深海不再“无话可说”。
回望过去十年，我国迈向制造强国的信心和实力不断增强，我国制造业发展取得历史性成就、发生历史性变革，综合实力、创新力和竞争力全面提升。我国一代代极地工作者勇斗极寒、坚忍不拔，用优势赢得未来，用装备取得成果。
未来，七〇八所科研人员将持续破冰前行，延续功勋船舶的精神，建设我国破冰船“轻—中—重”体系，在海洋科考的新征程上，探索更广阔的空间，为造福人类、推动构建人类命运共同体作出新的更大贡献。（岑溪）