风从海上来,吹来的是蓝色动能。
6月16日下午4时,中国船舶科学研究中心和深海技术科学太湖实验室共同研制,深海技术科学太湖实验室连云港中心运营管理的1500吨中尺度试验船“创智号”顺利抵达母港连云港港,全面开启系列海试。
市科技局局长许东方介绍,这标志着我市首座海上“移动实验室”顺利投用,连云港全面开启海洋科技创新新纪元。
挖掘海洋奥秘蓄能“蓝色产业”
人类征服海洋最重要的发明就是船舶。随着船舶产业的快速发展,人类不仅要制造可以远洋航行的船,还希望它更加绿色低碳。
近年来,世界各国都加速了船舶绿色低碳技术的研发,中国也不例外。作为中国东部沿海重要的临海城市,连云港自然不能缺席。为此,我市与中国船舶科学研究中心、深海技术科学太湖实验室共同决定推进海上移动实验平台建设,为蓝色海洋增加绿色动能。
此次入港的“创智号”中尺度试验船是国内首艘集多种创新节能方式为一体的试验船,是我市首座海上“移动实验室”。太湖实验室连云港中心相关负责人介绍,“创智号”总长55米,型宽10米,型深5米,排水量约1500吨,由中国船舶科学研究中心和太湖实验室共同投入建设,蓬莱中柏京鲁船业有限公司建造,可用于船舶创新节能技术的应用验证、船舶基础水动力性能的研究。
同传统动力形式船不同,这艘试验船配置3台200千瓦发电机组。在工作时,这3台发电机组可以驱动1台450千瓦的双绕组推进电机,采用一体化高效全电力推进系统,并借助风力助推转子、气层减阻等多种创新节能装置驱动船舶高效航行。
在尾部舵机舱,笔者发现其内部设置精细化流场(即可以通过水下拍摄设施,把水流流动方向变成可视化的线,精准描绘水流流向)测试观察舱,可用于船舶高效节能推进技术的应用验证,也可开展船舶机-桨-舵-节能装置耦合性能的研究。该船投入使用后,将促进绿色智能技术实船试验考核标准的制定。
太湖实验室连云港中心负责人介绍,作为入级中国船级社(CCS)的船舶,其船籍港为连云港港。交付后由太湖实验室连云港中心负责运营管理。未来一段时间,其将在连云港海域开展感知信息融合、自主航行、智能能效等系列海试,为国家海洋科技发展贡献连云港力量。
乘“风”踏“浪”有奇招
“创智号”为国内首艘兼具风力助推转子与气层减阻系统组合的试验船,其中有众多科技亮点。
中船(上海)节能技术有限公司研发部副部长张晓嵩告诉笔者,整个船舶不是靠传统柴油机直接推进,而是采用全电力推进形式,并借助安装风力助推转子、气层减阻等多种创新节能装置,让船舶行驶得更加绿色节能。
听起来是不是有点抽象,简单说这艘船可以如金庸笔下的武林高手一般可以“乘风踏浪”。
船舶“乘风”靠的是风力助推转动转子。“创智号”安装的转子外筒高度10米,直径1.8米。在“创智号”航行时,它的动能不仅有电能,还有这个转动转子给予的推进动力。
一个犹如立柱般“转子”是如何产生推进力?其实用的就是帆船工作原理。即在船舶航行中,利用电机驱动转筒旋转,使其逆风旋转一侧表面的气压增大,顺风旋转一侧表面的气压降低,从而产生一个垂直于气流方向的升力,即可推动船舶前进。轮船的船长通过智能控制系统,根据实际海况自适应调整转筒的转速和旋转方向,从而在全航行过程中为船舶前进提供辅助推力。
这艘船之所以能“踏浪”,因为其配置了气层减阻技术。传统船舶运行中,需要克服船舶外壳和水的摩擦力,才能加速运行。气层减阻系统则是一种创新节能技术,其通过向船底喷入适量气体,在船底形成均匀稳定的气层,减少船舶与水的摩擦力,有效地帮助船舶减阻节能和减阻提速。
根据首次试验证明,在三级风况时,借助风力助推转子和气层减阻技术,可以为船舶节省7%的能量,并提升约0.3节平均航速。
未来一段时间,该船将在连云港开展一系列绿色技术验证,为未来建设全球最大的7000吨深远海绿色智能技术试验船做技术铺垫。
智能驾驶代表新一代船舶技术
如今,智能驾驶的汽车已经成为很多家庭的必备品,智能驾驶的船舶什么时候可以来?
6月16日,当“创智号”进港时,笔者第一次看到智能驾驶船舶“智驾”而来。其依靠的是传感器。原来在“创智号”上拥有一批传感器,充当船员的眼睛和耳朵,感知周边环境的变化。
当我们已经习惯了智能驾车,智能驾船还难吗?“直接跳了好几级。”张晓嵩介绍,比如,船舶在海上的“路况”会受到风、浪和洋流等的影响,这就要求自动驾驶船能够自主识别、自主避碰,做到随机应变。
与此同时,船舶上的各个系统不仅不能“打架”,还要高效打配合。这就意味着一般船舶只有几百个监测控制点,具备智能驾驶的船舶可能需要上万个控制点,还需要智能航行、智能平台、智能船体、智能能效等智能系统,去协调、整合复杂而庞大的船舶系统。
随着“创智号”在港城落地,该船将在连云港海域开展相关的智能驾驶试验。这考验的不仅仅是“创智号”,还将考验连云港港未来在智驾时代如何统筹各方力量,服务新时代船舶产业的发展,创新性地配置生产要素,提高港城港口的核心竞争力。
如今,“创智号”顺利抵达港城,未来一系列新的科研成果将在港城被验证,这有助于我市纳入到全国海洋科技创新链,成为中国“从0到1,从1到N”的创新示范地。