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第48章 海洋调查船

海洋调查船担负着调查海洋、研究海洋的责任,是利用和开发海洋资源的先锋。要有效地利用和开发海洋的丰富资源,除了必须具备丰富的海洋科学资料和广博的海洋科学知识外,还必须具备设备精良的海洋调查船,才能更好地完成揭开海洋内部的奥秘,让丰富的海洋资源为人类创造更大财富的任务。

海洋科学包括气象、物理、化学、生物、地质、地球物理等多种学科。海洋调查的主要内容有海上与高空气象、海洋水深与地貌特征、地球重力、地球磁场、水中声速、海流与潮汐、海水物理性质(包括温度、盐度、电导率等)与海底矿物资源(石油、天然气、矿藏等)、海水的化学成分、生物资源(水产品等)、海底地震,等等。其中对极地的考察、海冰调查等活动,则是世界各国科学家所瞩目的问题。

海洋调查船可分为大、中、小各种类型。大型海洋调查船可对全球海洋进行综合调查。它具有船体结构坚固,平稳性和适航性能好,能够经受大风浪的袭击,推进装置可靠,机电设备、导航设备、通讯系统等先进又齐全,燃料及各种生活用品的装载量大,续航能力强,能够长时间坚持在海上进行调查研究等特点。这类船还具有优良的操纵性能和定位性能,以适应各种海洋调查作业的需要。

海洋综合调查船还设有按学科分类的各种实验室和研究室(如气象、化学、水文、重力、生物、地质、电子等),并配备各种先进的测量仪器与装置,以及电子计算机和数据处理系统。它的甲板上配有各种钢缆绞车、起重设备等辅助调查设备,以便用钢索把各种测量仪器与设备投放到海中或海底,获取各种数据,或将海中或海底的样品回收到船上,送各实验室进行分析检测。最长的钢索可达万米以上。

海洋综合调查船的主机舱配有多台柴油发电机组,将发出的电输到船尾部的电机舱中推进电动机,通过尾轴带动螺旋桨式推进器,推进船向前行驶。因为电机的调速性能快速稳定,可以在低转速下稳定可靠地运转。这种装置称为柴油机电力推动装置。另外,海洋综合调查船所使用的螺旋桨的结构也是很特殊的,它的桨叶倾斜度是可以根据需要进行调节的,它的名称为可调螺距螺旋桨。这种螺旋桨的桨毂尺寸较大,毂内设有可使每个桨叶绕其本身轴旋转的结构,也就是桨叶的倾斜度是可通过螺距进行调节的。调节螺旋桨的螺距可以在驾驶台远距离操纵,因此十分灵活、方便。采用可调桨层,调查船不必改变主机的转速旋转方向,即可使船迅速改变航速。因为螺旋桨的转速不变,如果桨叶的倾斜度减小,那么水作用在桨叶上的推动力就会减小,极限情况可减小为零。因此,完全可能把螺距调节到某一合适的倾斜度,使船以低速或微速行驶。在螺旋桨的转速和旋转方向不变的情况下,只要改变桨叶的倾斜度,也可使船舶从前进变为后退。可调螺距螺旋桨使海洋调查船具备了低速或微速行驶的能力,从而满足了走航观测对低速的要求和定点观测对定位的要求。可调螺距螺旋桨调节时反应非常灵敏,只要驾驶台给螺旋桨指令,桨叶则可在短时间内迅速旋转到指定位置。

海洋调查船的推进器具有特殊的传动装置,既可把主机的功率传给螺旋桨,同时又可改变推力的方向,这就是全向推进器。全向推进器具有螺旋桨和舵的功能,既能推船前进,又可改变船行航向,使船回转。由于这一特殊装置的功能,海洋调查船可以作原地旋转、横移、斜航等高难动作,也就满足了海洋调查作业的特殊要求。

海洋调查船的舵也很特殊,它的中间装有一套小型的推进装置,这种舵也称为主动舵,可以加快航船的转弯时间,缩小转弯半径,以适应海洋调查作业的各种需求。由于配有主动舵,船的操纵性能不再完全依赖于航速,即使是低速行驶,当舵偏转某一角度时,由主动舵螺旋桨所发出的推力足以提供转船力矩,使船尽快回转,这就克服了普通船舶低速行驶时操纵性能差的弱点。同时,还配有船首、船尾的侧向推力器。

海洋调查船的主推进螺旋桨、主动舵、船首与船尾部推力器等设备和鱼鳍相比,不仅所处的部位接近,功能也非常相似。例如,主螺旋桨和主动舵的功能实际上与鱼尾及鱼尾鳍相当,船的舵叶偏转某一角度时,主动舵螺旋桨运转并产生推力,使船慢慢转向,这同鱼尾稍稍弯曲,尾鳍微微摆动,使鱼体缓缓转动的情景极为相似。又如,船首侧向推力器的作用是产生横向推力,帮助船体转向,相应地,鱼的胸鳍具有多方面功能,除了转向,还有推进、制动的作用,比船的推力器还要灵敏。

可惜,用肉眼看不到鱼鳍之间相互配合、协同动作的细节。如果我们用高速摄像机把鱼游动的全过程拍下来,加以分析研究,一定是非常有趣的,对于设计建造海洋调查船的推进、操纵系统也会有很大的益处。