張恭 錢雯 羅東宏

摘? ? 要：“電科1號(hào)”是一艘海洋綜合試驗(yàn)船。本文結(jié)合了“電科1號(hào)”對(duì)雷達(dá)、衛(wèi)星通訊、水聲、無(wú)人艇等設(shè)備的通用試驗(yàn)系統(tǒng)，介紹了我國(guó)第一艘海洋綜合試驗(yàn)船的船型設(shè)計(jì)，電子試驗(yàn)的服務(wù)和保障能力等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：電子試驗(yàn)船;船舶設(shè)計(jì);無(wú)人艇試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U662.2? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Design of Electronics Technology Test Ship

ZHANG Gong，? QIAN Wen，? LUO Donghong

（ Guangzhou Marine Engineering Corporation ， Guangzhou 510250 ）

Abstract： “Electronics technology No.1” is a comprehensive scientific test ship， which undertakes the mission of the marine devices test like radar， satellite transmission， hydrophone and unmanned vessel. In the paper the unique design of the ship， the test service and guarantee capacity are introduced.

Key words： Electronics technology test ship， Ship design， USV test

1? ? ?前言

“電科1號(hào)”是一艘海洋綜合試驗(yàn)船（見(jiàn)圖1），主要承擔(dān)海洋信息技術(shù)開(kāi)發(fā)、任務(wù)電子科學(xué)試驗(yàn)，同時(shí)配合完成南海島礁基地建設(shè)，是海洋新技術(shù)裝備的綜合展示平臺(tái)、試驗(yàn)訓(xùn)練平臺(tái)及工程保障平臺(tái)。

“電科1號(hào)”屬于科學(xué)調(diào)查船，但與我國(guó)的“向陽(yáng)紅”系列等科考船承擔(dān)測(cè)量、勘探等任務(wù)不同，“電科1號(hào)”主要開(kāi)展海洋探測(cè)、搜尋、感知類的產(chǎn)品的研發(fā)試驗(yàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)都缺乏這類專業(yè)的船舶試驗(yàn)平臺(tái)，電子科技集團(tuán)作為國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)品的龍頭企業(yè)，生產(chǎn)研發(fā)的電子產(chǎn)品種類豐富，但是在以往的產(chǎn)品新研發(fā)過(guò)程中，往往需要租用非專業(yè)船舶開(kāi)展測(cè)試，導(dǎo)致了航行條件差，數(shù)據(jù)處理速度慢、試驗(yàn)周期長(zhǎng)等諸多不足，“電科1號(hào)”的建設(shè)有力的改善了這一情況。

2? ?主尺度及基本布置

“電科1號(hào)”海洋電子試驗(yàn)船采用鋼質(zhì)船體、連續(xù)甲板帶首樓、具有前傾首柱帶球鼻首結(jié)構(gòu);左右舷舭部設(shè)有舭龍骨，船首設(shè)有首側(cè)推;由兩臺(tái)船用柴油機(jī)經(jīng)齒輪箱傳遞，驅(qū)動(dòng)固定螺距螺旋槳推進(jìn)的雙機(jī)、雙槳、雙舵、尾機(jī)型船;首樓甲板上部設(shè)有三層甲板室。

該船主要尺度如下：

總? ? 長(zhǎng)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?89.16 m

型? ? 寬? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?18.0 m

型? ? 深? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5.50 m

最大航速? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 13.5 kn

航? ? 區(qū)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?遠(yuǎn)海

主機(jī)額定功率? ? ? ? ? ? ? ? ?1 323 kWx2

主電站功率? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?200 kW x3

應(yīng)急發(fā)電機(jī)組功率? ? ? ? 75 kW

定員? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?45 人

為執(zhí)行電子試驗(yàn)任務(wù)，該船設(shè)置了寬闊的試驗(yàn)甲板，并配備了大型起重機(jī)、尾部A架、直升機(jī)平臺(tái)等，可進(jìn)行雷達(dá)、衛(wèi)通、無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇等設(shè)備試驗(yàn)，以及水聲、氣象探測(cè)等工作。此外，本船還配有多間實(shí)驗(yàn)室、綜合指揮室、高頻機(jī)柜室、計(jì)算機(jī)房、會(huì)議資料室等專用科研艙室。

3? ? ?試驗(yàn)任務(wù)系統(tǒng)

3.1? ? 試驗(yàn)工作甲板

“電科1號(hào)”的試驗(yàn)任務(wù)主要在羅經(jīng)甲板及主甲板開(kāi)敞試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行，總試驗(yàn)面積超過(guò)1 000 m2。由于試驗(yàn)任務(wù)以對(duì)海、對(duì)空的電子設(shè)備為主，因此對(duì)開(kāi)敞甲板面積的需求很大，用于布置起重設(shè)備、直升機(jī)平臺(tái)、無(wú)人裝備保障平臺(tái)、電子設(shè)備基座及試驗(yàn)操作空間等。在船型設(shè)計(jì)方面，“電科1號(hào)”設(shè)置了較長(zhǎng)的開(kāi)敞式尾甲板，相比同等排水量的其它海洋科考船，適當(dāng)減小了型深，具有較大的船寬吃水比，以更好地滿足試驗(yàn)甲板的空間需求。

3.2? ?通用電子試驗(yàn)接口

為開(kāi)展多種類型的海上試驗(yàn)，“電科1號(hào)”搭載了開(kāi)放式任務(wù)電子保障系統(tǒng)，為不同的試驗(yàn)設(shè)備安裝提供了通用的電子試驗(yàn)接口。

除了配齊滿足船級(jí)社規(guī)范的通導(dǎo)設(shè)備外，“電科1號(hào)”還預(yù)留了足夠的平臺(tái)空間，為各種電子任務(wù)系統(tǒng)提供完備的海上試驗(yàn)環(huán)境。在總布置方面，本船通過(guò)兩座桅桿的設(shè)計(jì)，很好的實(shí)現(xiàn)了航行設(shè)備與試驗(yàn)設(shè)備的功能分區(qū)：（1）航行桅桿（見(jiàn)圖2）采用桁架式結(jié)構(gòu)，搭載了航行用的X波段與S波段的導(dǎo)航雷達(dá)天線、衛(wèi)通C站、北斗接收機(jī)、風(fēng)速風(fēng)向儀、號(hào)燈號(hào)笛以及避雷針等設(shè)施，用于滿足航行需求;（2）綜合試驗(yàn)桅桿（見(jiàn)圖3）布置了多層平臺(tái)，可搭載新研發(fā)的雷達(dá)、衛(wèi)通、無(wú)線電通信等產(chǎn)品開(kāi)展海上測(cè)試;綜合試驗(yàn)桅桿外部設(shè)有透波天線罩，用于保障恒溫恒濕的電子試驗(yàn)環(huán)境。

兩座桅桿之間留有一定的安全距離，以減小互相干涉，滿足電磁兼容性的要求，保證了本船在航行過(guò)程中綜合試驗(yàn)桅桿不會(huì)影響號(hào)笛、號(hào)燈、航行通訊等作業(yè)，航行信號(hào)也不會(huì)影響電子設(shè)備的試驗(yàn)精度。

此外，“電科1號(hào)”還在羅經(jīng)甲板預(yù)裝了碟狀、鞭狀天線的通用預(yù)制接口（見(jiàn)圖4）及標(biāo)準(zhǔn)通用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方艙（見(jiàn)圖5）。通過(guò)預(yù)留空間與數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)了每次出海執(zhí)行不同的試驗(yàn)任務(wù)，如搭載水下機(jī)器人控制方艙、聲學(xué)發(fā)射機(jī)控制方艙等模塊。

3.3? ?水聲試驗(yàn)系統(tǒng)

“電科1號(hào)”具有強(qiáng)大的水聲試驗(yàn)系統(tǒng)，以保障各種規(guī)格的水下聲吶、陣?yán)|、磁力儀及深潛器等試驗(yàn)。

本船在舷側(cè)配置了一種新型聲吶吊桿收放裝置（見(jiàn)圖6），可用在船舶低速航行或停泊不動(dòng)時(shí)收放小型水聲聲吶。該裝置由布置于甲板右舷的固定基座、軸承組、電動(dòng)葫蘆、吊桿本體、舷外限位裝置等組成，可通過(guò)固定于基座上的軸承組進(jìn)行緩慢旋轉(zhuǎn)收放;同時(shí)在船體舷外安裝了月牙形限位裝置，可充分保障收放裝置的可靠性和安全性。

船尾設(shè)有一座起重能力不小于10 t的A型架（見(jiàn)圖7），可配合拖纜絞車開(kāi)展較大型聲學(xué)設(shè)備的拖曳試驗(yàn)，完成地質(zhì)、水文、化學(xué)、生物取樣等科學(xué)探測(cè)作業(yè)。

3.4? ? 無(wú)人設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)

“電科1號(hào)”可作為無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇在海上試驗(yàn)的母船：（1）針對(duì)無(wú)人機(jī)試驗(yàn)，“電科1號(hào)”提供了良好的存儲(chǔ)、起降、補(bǔ)給及維護(hù)條件，并可通過(guò)ADS-B飛機(jī)跟蹤系統(tǒng)接收飛機(jī)位置、速度等參數(shù);（2）“電科1號(hào)”還提供了一套完整的無(wú)人艇試驗(yàn)保障系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人艇海上油水補(bǔ)給、吊放與回收、視頻監(jiān)控與追蹤、以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析等功能，解決了以往無(wú)人艇僅能在近岸開(kāi)展試驗(yàn)的局面，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人艇遠(yuǎn)海試驗(yàn)，可以更好的測(cè)試無(wú)人艇在外海執(zhí)行任務(wù)的可靠性（見(jiàn)圖8）。

3.5? ? 綜合船橋系統(tǒng)

“電科1號(hào)”搭載了集導(dǎo)航、控制、探測(cè)、感知、顯示、監(jiān)視、管理和通信功能于一體的綜合船橋系統(tǒng)，充分保障試驗(yàn)任務(wù)高效安全的開(kāi)展。通過(guò)集成機(jī)艙、航海設(shè)備以及試驗(yàn)設(shè)備輸出的電子信號(hào)，構(gòu)建了以計(jì)算機(jī)服務(wù)器為中心的智能網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可通過(guò)衛(wèi)星通信與其它海洋科考船舶和陸岸實(shí)驗(yàn)站的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)衛(wèi)星雙向傳輸和處理（見(jiàn)圖9）。

在試驗(yàn)過(guò)程中，綜合船橋可以將電子設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與船上電子設(shè)備的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，并能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)多流程順暢無(wú)干擾執(zhí)行，保證試驗(yàn)過(guò)程中的信息共享。

3.6? ?直升機(jī)系統(tǒng)

為更好地在海上試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)超視距指揮、人員物資快速運(yùn)輸、設(shè)備及實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的海上布放等功能，“電科1號(hào)”設(shè)置了一套直升機(jī)保障系統(tǒng)。參考GJB543A-1999《艦船直升機(jī)艦面系統(tǒng)通用要求》對(duì)第三類保障的要求，設(shè)置了滿足Z9型直升機(jī)的起降平臺(tái)、快速系留裝置、目視助降系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及相關(guān)服務(wù)艙室。起降平臺(tái)區(qū)域設(shè)置可倒欄桿單元，可在直升機(jī)起降時(shí)放倒，在不執(zhí)行直升機(jī)任務(wù)時(shí)豎起兼做欄桿使用，防止甲板工作人員失足落水。

雖然本船因主尺度的限制未設(shè)置機(jī)庫(kù)，但針對(duì)一些要求較高、需要直升機(jī)配合的試驗(yàn)，本船能夠充分滿足短期的直升機(jī)保障，大大提高了海上試驗(yàn)的靈活機(jī)動(dòng)、超視距綜合指揮等能力。

4? ? 服務(wù)保障能力

“電科1號(hào)”有完善的航行保障、海上試驗(yàn)作業(yè)保障能力及任務(wù)電子保障能力。

4.1? ? ?航行保障能力

（1）試驗(yàn)航區(qū)：航行及無(wú)線電通訊，滿足A1+A2+A3海區(qū)要求;

（2）自持力：食品滿足全船人員45天飲食、淡水需求;

（3）續(xù)航力：滿載排水量巡航距離不小于5000 n mile;

（4）穩(wěn)性與不沉性：滿足抗8級(jí)風(fēng)和一艙不沉的能力;

（5）操縱性：設(shè)有首側(cè)推，具有良好的進(jìn)出港回轉(zhuǎn)能力;

（6）通導(dǎo)能力：配置X波段與S波段導(dǎo)航雷達(dá)，配置中高頻電臺(tái)、甚高頻電話、航行警告接收機(jī)、衛(wèi)通C站、北斗短報(bào)文通信，短波通信有效距離大于1000 km;

（7）風(fēng)速風(fēng)向儀：風(fēng)向測(cè)量范圍360°、風(fēng)速測(cè)量范圍0～50 m/s;

（8）AIS：輸出功率12.5 W;處理目標(biāo)批數(shù)350個(gè)。

4.2? ?海上作業(yè)能力

（1）提供15名船員與30名科研人員的生活與工作空間，包括兩間實(shí)驗(yàn)室、兩間餐廳、病房、圖書室、健身室、娛樂(lè)室等;

（2）搭載7.5 m工作艇，可配合進(jìn)行海上試驗(yàn)及人員物資通勤;

（3）配有船舶水平基準(zhǔn)平臺(tái)，為全船高精度設(shè)備提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)度量;

（4）搭載8個(gè)各種規(guī)格的科學(xué)方艙，提供冷卻水、電源、地線、電話、網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)接口，每個(gè)航次可根據(jù)不同任務(wù)更換;

（5）羅經(jīng)甲板設(shè)有各種碟狀、鞭狀天線的預(yù)裝結(jié)構(gòu)接口;

（6）設(shè)有4路冷卻水管路至高頻艙和甲板方艙處，流量3 m3/h;

（7）設(shè)有克令吊機(jī)、尾部A架、工作艇吊、拖曳絞車及聲吶吊桿等甲板機(jī)械;

（8）設(shè)有淡水外輸系統(tǒng)，輸出能力為50 m3/h;可對(duì)外供給淡水370 m3。

（9）直升機(jī)系統(tǒng)，具備針對(duì)Z9 型直升機(jī)的第三類保障能力。

4.3? ? 任務(wù)電子保障能力

（1）電力供應(yīng)能力：為船載電子設(shè)備提供水電及網(wǎng)絡(luò)保障，共可為其他任務(wù)電子提供200 kW供電能力;

（2）超視距雷達(dá)探測(cè) ：搜索雷達(dá)的超視距探測(cè)能力，同時(shí)跟蹤32批海空目標(biāo);

（3）光電偵查系統(tǒng) ：可對(duì)重點(diǎn)目標(biāo)捕捉與測(cè)量，紅外/可見(jiàn)光觀測(cè)距離3～5 km;

（4）ADS-B飛機(jī)跟蹤系統(tǒng)：可接收飛機(jī)位置、速度等參數(shù)，精準(zhǔn)跟蹤監(jiān)視300 km內(nèi)的飛機(jī);

（5）LTE通信：滿足全船覆蓋范圍;

（6）衛(wèi)星通訊：KU波段有效帶寬不小于2 m;

（7）搜索雷達(dá)：搜索距離不小于40 km、范圍360°;

（8）核心交換機(jī)：主干網(wǎng)1 000 m、支網(wǎng)100 m;雙冗余設(shè)計(jì);用戶容量100人的文化生活網(wǎng);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力24 TB;

（9）管控中心：管控節(jié)點(diǎn)數(shù)512個(gè)（可擴(kuò)展）;

（10）光纖慣導(dǎo)：姿態(tài)精度0.01°、自尋北精度0.06°。

5? ? ? 結(jié)束語(yǔ)

“電科1號(hào)”是一艘針對(duì)電子產(chǎn)品試驗(yàn)的專業(yè)保障性船舶，在船型開(kāi)發(fā)與功能上實(shí)現(xiàn)了較多的技術(shù)突破，彌補(bǔ)了以往電子設(shè)備試驗(yàn)工作條件差、環(huán)境惡劣、數(shù)據(jù)處理速度慢、試驗(yàn)周期長(zhǎng)等諸多不足。作為國(guó)內(nèi)首艘由工業(yè)部門投資建造的專業(yè)試驗(yàn)船，極大地加快了國(guó)產(chǎn)海洋電子信息設(shè)備開(kāi)發(fā)的步伐。

參考文獻(xiàn)

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