东远 中国双体船发展历程——东远系列高性能试验船

浩瀚的海洋蕴藏着丰富的矿产资源、可再生能源、化学资源、生物资源和空资源。21世纪，面对日益增长的海洋资源开发新兴市场，世界各国都在努力开发海洋相关设备，旨在争夺、开发和占领海洋资源。作为一个拥有数米海岸线的千千大国，中国政府也适时提出了海军装备由“近海防御”向“近海防御”的战略转型，并在十八大和十二五规划中明确提出了发展海洋经济、建设海洋强国、推动国民经济转型升级的发展思路。结合国家未来海洋经济发展规划，工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、国家海洋局联合发布了《装备制造业中长期发展规划》，确定把握世界海洋资源开发利用和保护的大趋势，致力于国内外海洋资源的开发利用， 促进海洋装备制造业快速健康发展是未来5-10年中国海洋经济发展的指导思想和总体目标。 同时，很明显，综合资源调查船的设计技术是海洋工程装备的关键技术，因此，深海海洋资源的开发利用意义重大，深海船舶的开发是实现海洋经济开发利用的最关键手段。世界各国都在努力研发各种新型的深海测量船技术，各种高性能船型是该领域设计创新、功能创新和应用创新的代表。

由于我国深海海洋资源开发利用起步较晚，深海研究船的设计技术储备有限。然而，通过近年来的不懈努力和不同渠道的投入，已经开发出了各种适合我国沿海有限航区的高性能船型，本文将要介绍的东源系列就是其中的杰出代表。

目前东源系列试验船有透波双体船、小水线面双体船和单多用途船三种高性能船型，均位于我国沿海水域。由于使用要求不同，其主要尺寸、排量、续航能力、自持功率、推进方式、试验功能、抗风等级都有所不同。

“东源01”船——北转990

东源01

我国的穿浪双体船设计技术始于1997年。在国家经济动员办的支持下，北京中船船厂科技发展有限公司在吸收近五年国外船舶设计技术的基础上，通过性能研究和试验，组织相关机构全面掌握了穿浪双体船设计的关键技术。2005年12月，自主研发并成功交付中国首艘穿浪双体船“海峡”。

“东源01”船是在综合分析“海峡”号综合性能的基础上，结合建造任务建造的。船是全铝船体的穿浪双体船，推进动力是高速柴油机——四机四泵。2007年9月开工建设，2009年12月投入使用。也是目前国内最大吨位的高速穿浪双体船。该船具有快速、耐波性小、耐波性好、载重量大、稳定性好等优点。可操作性好，可实现原地旋转。它用于海上任务，如海洋调查，海上运输和海上救援。

船内有大型会议室、多功能厅、60m专用实验室，配备导航调整系统、地形测量系统、内部通讯系统、外部通讯系统、高压细水雾灭火系统、水位标志测量装置、回收绞车、1吨水位标志吊杆等实验设施。尾部的湿甲板上有一个直径为1.6m的跨海测试月池，可用于将测量设备直接部署到海底。配备380V、2个20V、24V、低噪音电源和UPS电源。

“东源02”船——北转991

东源02

“东源02”是中国第一艘拥有自主知识产权的小水线面双体船，由中国船厂科技有限公司、中国船舶科学研究中心和中国船舶研究设计中心联合设计。它采用综合电力推进和钢铁。该船于2005年12月在武昌船舶重工有限公司开工建设，柴油机、发电机、电力推进系统等主要配套设备由中国船舶重工集团公司所属工厂集成。2008年4月在大连测控技术研究所投入使用。该船适航性好、操纵性好、油耗低、操作甲板宽敞、特种安装技术先进，可低速进行拖航调查试验、近海工程建设、海上救援等任务。

受吨位限制，“东源02”主船体钢板只有8毫米厚，油水储量不足100吨。存在试航预约和改装能力低、续航能力不足、海试补给频繁等问题。在南海工作期间，由于上述因素，船舶的工作效率有不同程度的降低。

由于其特殊船型“东源02”的限制，当其他设备全部关闭，海况大于3级时，在露天井附近会产生“轰”的共振，这是吃水线附近海浪的冲击造成的。经过实船测量，发现背景噪声较高。测量时风力5-6级，海面风浪大，无涌浪。根据背景监测结果，海浪拍打船体分为两种情况。当波浪拍打船体1时，频带主要是20-31。5Hz，而且频率低，普通人听不到。海浪拍打船体2，频段以20-80 Hz为主，人耳可以听到，伴有船体“颤抖”现象，噪声不规则。由于上述问题，一些海洋工程任务的正常开展受到了不同程度的影响。

不同条件下的光谱水平对比图

现场背景监控图

“东源02”轮交付后，对该船进行了改装，以满足设计航区外的深水海洋工程保障任务。主要内容包括:在尾部安装A型门式刚架和组合式液压站、更换原有水文绞车、加固尾部局部结构、在中间井安装井间桥、改造井上原有液压起重机、加固船内局部结构等。虽然改装后的“东源02”船总重量增加了23.8吨，但经过计算，整体性能没有变化，只是船的富吃水减少了。根据船舶对不同任务的适应性改装，大大拓宽了船舶承担的海上保障任务，有效发挥了小吃水线双体船甲板作业空宽敞的优势。

a型门式刚架的调试

井间桥安装

1.特殊实验设施

“东源02”试验船2块中间的31#-79#肋配6x？4m露天井配有一台4吨固定式提升和回转装置，以及一台2吨可垂直和水平移动的提升和回转装置。吊臂行程可达船下6m，回转精度为1，可实现被测大中型设备水下精确定位，以不大于3kn的速度完成水下11m的导航任务。水井上方有两个滑动平台卡车，一个横跨水井的桥和一个载重3吨的重型绞车。为了配合试验，在井上救生甲板的右舷设置了一台4吨的起重机，其行程可达舷外3.5m。

大型测试井和移动设备

露天水井涌水量

2.传统实验设施

尾部装有一台5吨的A型龙门轴承、一台3吨和一台5吨的拖式绞车、一台20吨米的折叠臂起重机、一台20kNx500m米的水标吊杆，还装有激光测距仪、平台罗盘、水声通信机、威通C站、F站、组合导航控制台、测深仪和电子海图仪，380V、220V、24 V。

3.辅助实验设施

“东源02”试验船尾部试验甲板面积120 m，共有5个实验室，船中部两侧2个，尾部1个，总面积约125 m，有独立的大型会议室、试验指挥中心、餐厅等功能舱及其配套设施。

“东源03”船——北转993

东源03

“东源03”船是由中国船舶研究设计中心设计的全钢单体船，采用中速柴油机推进，双机双桨，于2001年交付投资方。该船具有机动性好、改装裕度大、推进系统隐蔽、操作甲板宽敞、特殊安装技术先进等优点。2012年，对油罐和水箱进行了改造，提高了船舶的续航和自持等主要技术指标，可以承担国内沿海地区和南海南部的海洋环境调查和地质勘探任务。

1.特殊实验设施

弓首舱采用特殊材料制成，具有传声功能，水平范围大于90°；81#-91#肋位有一口直径6.4m的露天井，井上方有一个20吨的提升旋转装置，水下行程9m；左舷肋40#-82#配有侧排舱，传声窗为钛合金，长25m，高1.4m。

2.没有进行常规实验

118#肋位有一个200kW侧推装置，方便出坞和静态测试时调整方位；船首118#肋板配备8吨伸缩吊机，跨度12m尾部16#肋配有一台跨度为13的3吨起重机。-1#右舷和109#肋板配备三个100kg、200kg和300kg手动回转提升水绞车。船舶配备380伏；220V24V低噪声电源和不间断电源。平台罗盘、水下通信器、电子海图、综合导航显控台、全船监控系统、船舶通信不同导航设备。

3.安装实验设备

改造后，船上还配备了UCTD、船基边界层、波浪监测系统、万米测试仪、ADCP等海洋测量设备；头部安装1500m水线吊车，尾部增加3km地质取样绞车、液压吊车、重力缆车、直线绞车、5吨龙门架等测试牵引设施。

4.辅助实验设施

船头、中、尾部分布有4个实验室，总面积120m。有专门的会议室、餐厅、测试指挥中心等。

三种高性能船型的应用

“东源01号”、“东源02号”和“东源03号”自交付给投资方以来，一直保持着较高的通航率。通过南北多次航行、不同天气条件和海况的实际试验，验证了不同高性能船型在支持调查和试验任务方面的总体性能。以下是对三种不同船型的适航性、能耗、特种设备、航行噪声、维修保养等方面的综合分析比较。

1.波阻力

通过比较“东源02”和“东源03”船在5级海浪漂流和7级阵风以及全功率航行条件下的耐波性，验证了“东源02”小水线面双体船在风浪大、停航和无动力情况下的耐波性最好。

2.主要能耗

船舶的主要能源和燃料消耗直接决定了执行海上任务的成本。在油价不断上涨的今天，选择低油耗、低成本的船舶可以凸显船舶的优越性。3艘试验船中，“东源01”采用4台大功率高速柴油机和1台喷水泵推进方式，全功率运行时实际油耗约1.7t/h；“东源03”船采用两台中速柴油机推进，实际全功率油耗约0.95t/h；“东源02”船采用综合全电力推进系统供电，与常规柴油机驱动同等排量的船舶相比，具有油耗低、机动灵活、噪音低、节能环保等优点。全功率时实际油耗约为0.65t/h，比柴油机直接推进方式大幅降低，既节约了经济成本，又符合国家推广低碳、环保、节能减排的要求，具有较高的经济性。

2300吨工作船为东源03船

3.特殊设备技术

“东源02号”和“东源03号”作为海上特种作业船，为满足海上特殊工程任务的需要，在船体中间分别配备6x2m和6m大型露天试验井。水井配有专用的长冲程升降回转装置、滑动平台和起重机，可实现各类被测设备的水下精确定位。其中“东源02”和“东源03”大开口船舶技术居世界第一，也是填补国内空空白的项目。通过对南、北海多项海上作业的验证，表明大型露天井和专用设备不仅满足海上特种实船作业的要求，而且具有国际上先进成熟的技术。

4.整体导航噪音

“东源02”试验船采用综合全电力推进，采用水面机舱发电机组、低噪声螺旋桨等技术。航行时的总噪声水平比传统柴油机驱动的“东源03”船低7.2分贝。“东源01”试验船采用4台大功率高速柴油机驱动4台喷射泵推进。全功率航行时，整体航行噪音略高。因此，在实际船舶应用中，综合电力推进模式更适合在航行条件下执行相关的海上作业任务。

一艘工作船是东源03号船

5.耐力'改装能力'

为了满足不同任务的需要，需要改装高性能船型，既能拓宽船舶承担的海上保障任务范围，又能充分发挥高性能船舶操作甲板宽敞、改装能力强的优势。通过改造，“东源03”船提高了续航能力和自持能力，安装了海洋调查仪器、大型拖曳声纳阵列等测试设施，具备了近海海洋环境调查能力；“东源02”船已经适应了深海海洋工程的任务。增加了a型门式刚架和组合式液压站，更换了原有的水文绞车，加强了船尾部的局部结构，在中间井安装了井间桥，改造了井上原有的液压起重机，加强了船内的局部结构。“东源01”船受特殊任务和主船体材料的限制，只能满足小型试验改装的要求。

6.停泊和维护

高性能船舶受到船型的限制，因此靠泊码头和坞墩的维护对坞墩的工装要求较高，维护成本高也是高性能船舶的特点之一。

深海设备综合测量船

根据上述特种高性能船实际情况总结，小吃水线双体船最适合深海海洋资源调查试验。因此，将建造的第一艘深海设备综合测量船将采用小水线面双体船，推进方式将是综合电力推进、钢质和四机双螺旋桨。初步试验表明，该船操作甲板宽敞，耐波性和操纵性良好。结合未来使用的要求，配备了更加完备的测试设施，必将成为我国深海海洋资源调查不可或缺的手段。船舶项目评估通过，设计工作已经开始。

1.特殊实验设施

计划在船上65-115号布置一口6mx30m大开口水井，水井上方布置一台平台动滑轮和一台固定式、移动式升降回转装置。计划建立一个直升机平台和两个机库，以满足直升机巡航和试验支持的需要。

2.没有进行常规实验

计划配备1台30吨和50吨液压回转臂伸缩起重机、1台30吨和1台50吨液压起重机、1台300千牛顿和1台500千牛顿重型绞车、2台3吨载重架、1台50吨牵引龙门架、1台100千牛顿和1台200千牛顿水绞车、1台侧扫声纳和1台客货两用电梯。DP-3水动力定位系统、EMC监控I诊断系统、计算机网络平台集成系统、组合导航信息显示系统等。为了保证试验电源，船上配备了380伏、220伏、24V及低噪声电源和不间断电源。

3.没有应用辅助实验

计划安排110个房间，居住面积约1500m；实验室16个，分布在中部和尾部，总面积832m；还有大会议室，小会议室，餐厅，接待室，功能舱，测试指挥中心。

深海设备综合试验船

“深海装备综合试验船”是另一艘计划中的新型单体综合试验船。该船计划采用综合电力推进模式，突出快速性、耐波性、机动性和对大型专用实验设备的试验支持功能。作为海洋勘探装备综合测量船功能的补充，计划作为深海工作站母船完成深海测量和试验任务。

1.特殊测试设施

该船计划为深海潜水器配备特殊的收放、补给、通信和导航以及救生设施，以满足深海工作站人员的工作和补给要求。

2.传统实验设施

拟提供30吨浪涌补偿液压起重机，50吨一台，300千牛顿和500千牛顿重型绞车各一台。水文绞车1台，分别为100千牛顿和200千牛顿；1台50吨拖式龙门起重机；首尾各配备一台30吨的起重机，用于大型试验设备的分配和回收。同时还配有A型架、重力取样设备支架、滚出机构和伸缩架；后甲板配有海洋勘探拖车、深海绞车、电缆绞车、ROV绞车、侧扫声纳和货梯。该船计划配备DP-2水动力定位系统、电磁兼容监测诊断系统、计算机网络平台集成系统、综合导航信息显示系统等。为了保证测试功耗，船上配备了380V、220V、24V及低噪声电源和UPS电源。

3.没有应用辅助实验

全船有6个大型实验室，每个实验室和设备可根据测试需要进行改装，面积1000m；全船住宿面积约2600m；功能隔间包括:餐厅、茶水间、厨房、会议室、多功能厅、阅览室、医务室、洗衣烘干室、冷库等。

通过对东源系列高性能试验船的了解，发现我国目前使用的试验船在主要尺寸、吨位、作业海域等方面与国外同类型试验船存在一定差距。在我国装备向深海发展的特殊时期，设计制造高性能、大吨位、综合无限航区试验船是一条有效途径。

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