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七〇八所螺旋槳設計組經過五年多的技術攻關和不懈努力

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“中國設計”巨輪從上海揚帆世界剛剛斬獲上海市科技進步一等獎的“超大型集裝箱船系列化船型關鍵技術及應用”,榮獲國家科技進步特等獎的“海洋石油981”號深水鑽井平臺,最新交付的全球最大靜音科考船“東方紅3”船,打破國外壟斷的系列超大型集裝箱船,亞洲最大的10萬噸級半潛船“新光華”號,造島神器“天鯤號”……這些能夠在浩瀚海洋中獨當一面的“海洋利器”,都出自同一個“搖籃”——中國船舶工業集團公司第七〇八研究所。乘著上海建設具有全球影響力科技創新中心的東風,這裡誕生了一艘又一艘國內頂級甚至國際一流的船舶,在船舶設計領域為中國揚起了自主創新打破壟斷的自信風帆。

不過,原先規範設計的範圍就不夠用了,需要鑽研新的設計方法,並要把安全性和合理性證明給圖紙審核方。“設計圖紙張每一小步的改動,都會牽扯到船舶結構、電路、載貨量、動力等方面的技術難點,十分複雜。所以,在七〇八所之前還沒有別的公司敢做出改動。”

這一大膽改動的底氣,源於多年來的潛心攻關。在我國還不具備獨立設計開發超大型集裝箱船能力的時候,在接到國際訂單隻是一個遙不可及的夢時,七〇八所的研發團隊已經悄悄地“紙上談兵”了。為了改變我國做大箱船隻能大價錢購買外國淘汰船型的尷尬局面,七〇八所成立了超大型集裝箱船研發團隊。團隊設計師們一方面到世界各主流船東那裡去交流訪問,瞭解其最新需求;一方面將總目標分解和具體化,從頂層策划了系列化的研究思路,分析超大型集裝箱船的尺度特點,擬定開發典型船型。

全球最靜音科考船問世七〇八所始建於1950年11月,是中國船舶行業成立最早、成果最多、技術力量雄厚的研究開發機構,被譽為中國艦船設計的“搖籃”。在上海這片充滿了活力的創新熱土上,從一個只有十幾名科技人員的設計組發展到今天國內成果最多、技術力量雄厚、專業門類齊全、試驗設施先進和1200餘人的綜合性船舶與海洋工程設計研究院。近年來,許多科研成果和船舶產品達到國內領先、國際一流的先進水平,填補了我國造船業眾多空白,創造了近百項中國第一。榮獲國家科技進步特等獎的“向陽紅10”號,首艘全球級綜合科考船“科學”號,廈門大學科考船“嘉庚”號……一直以來,七〇八所始終以打造一流海洋科考利器為己任,成為我國科考船設計領域當仁不讓的“排頭兵”。

2008年,巴拿馬運河拓寬。一直夢想祖國自“造船大國”躍升為“造船強國”的七〇八所超大型集裝箱船研發團隊,從這條國際新聞中嗅出了國際超大集裝箱船發展的未來趨勢。於是,把原本按照國際主流設計的“狹長型”集裝箱船體“變胖”了——寬度從42.8米擴展到48.2米。“這是我們在中船集團首席專家、七〇八所副總工程師虞賚的帶領下,敢為人先的果斷決定。”團隊總體主任設計師王彩蓮告訴記者,別看只是5.4米的“擴展”,卻是大膽創新,更是先人一步。

超大型、最靜音、打破國外壟斷……

無獨有偶,兩年前,由該團隊負責靜音螺旋槳設計的“嘉庚”號科考船獲得國內首張DNV GL船級社的SILENT A+S低噪聲證書,如今“東方紅3”船靜音螺旋槳再次獲得成功,進一步奠定了七〇八所在國內科考船靜音螺旋槳設計領域的領先地位,擴大“中國設計”的國際影響。

上個月底,七〇八所為中國海洋大學研發設計的“東方紅3”船在江南造船交付,入CCS中國船級社。交船儀式上,“東方紅3”船正式獲頒DNV GL船級社水下輻射噪聲最嚴苛的SILENT-R證書,標志著該船在船舶水下輻射噪聲控制方面達到國際最高標準,成為國內首艘、國際上第四艘獲得SILENT-R證書的海洋綜合科考船。這也是世界上獲得這一等級證書排水量最大的海洋綜合科考船。

“作為研究海洋科學的船舶類型,‘東方紅3’船安裝了大量精密的聲學儀器。它們就像深海‘千里眼’,通過向水中發射和接收聲波來看清幾千米甚至萬米以下水深的地質地貌。”七〇八所研究員、“東方紅3”船總設計師吳剛說。不過,“千里眼”很嬌貴,受到外界干擾越小越好。為此,船東專門提出SILENT-R的噪音要求。這一要求的苛刻處就在於,航速覆蓋0-11節的同時,船舶低頻段水下噪聲卻要減少幾個數量級,幾乎有點讓這個龐然大物“隱身”的味道。

沒有訂單的“冷板凳”,一坐就是十餘年。設計團隊苦練內功,自主創新,終於突破了諸多關鍵技術,設計團隊的創新底氣越來越足。2010年,七〇八所依靠突破的關鍵技術,抓住機會贏得第一張國際訂單,隨後快速推出了超大型集裝箱船系列船型,打造我國自主設計品牌。近五年來,七〇八所超大型集裝箱船研發設計團隊的“巨輪”系列徹底驚艷了世界:有10000箱級,15000箱級,18000箱級,20000箱級,21000箱級,22000箱級等一系列船型,總數達到了驚人的100餘艘。

超大型集裝箱船驚艷世界超大型集裝箱船是船舶領域技術進步和新技術新材料應用的排頭兵,是船舶工業發展的技術制高點之一。長期以來,日韓造船企業憑藉技術優勢,在萬箱級以上集裝箱船領域具有絕對壟斷。然而,這一現象近十年來被逐漸扭轉,國內正在建造的9艘可裝2.2萬箱集裝箱的超大船,就是註腳之一。不久前,七〇八所又簽下了10艘1.5萬箱集裝箱船的設計訂單。據統計,原本被韓國壟斷掉95%的全球份額,如今已經有19.3%的設計訂單都被七〇八所收入囊中。

值得一提的是,由七〇八所設計的我國新型極地破冰船“雪龍2”號也即將交付,屆時將極大提高我國極地科考能力。

設計師們在接到這個“不可能完成的任務”,緊鎖眉頭。從前期的推進系統方案論證到一輪又一輪的螺旋槳優化設計,從性能計算到模型試驗驗證,從參加實槳加工到實船試航,七〇八所螺旋槳設計組經過五年多的技術攻關和不懈努力,終於設計出國內首創國際領先水平SILENT-R級螺旋槳。“除了低噪聲,螺旋槳的其他性能也非常優秀。國際權威水池提供的模型試驗報告,還對該槳性能給出了最高級評價。”靜音螺旋槳項目組丁舉說。