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「天鯤號」遠赴中東造島,這個大塊頭有何看家本領?

2024-09-09社會
推進高水平對外開放,天津的尖端制造業正在揚帆遠航。由中交天津航道局制造,擁有完全自主智慧財產權的亞洲最大自航絞吸船「天鯤號」,為共建「一帶一路」國家的港口建設、島礁改造、河道疏浚作貢獻。「天鯤號」現在在哪兒?正在進行著怎樣的作業?
海上「神器」出天津
遠航中東造島忙
總台記者 魏然:我現在就站在「天鯤號」的船頭,這裏距離阿布達比的海岸線有5公裏遠,身後便是一望無際的碧藍大海。最近幾個月,「天鯤號」每天都紮在我身處的這片海域中忙活。
順著我手指的方向,不遠處,一座初具雛形的小島「浮出」海面,「天鯤號」目前主要負責這片海域的航道疏浚,挖出來的巖石和泥沙,最終在那裏排出,經過沈澱形成島嶼。未來的這座海島將成為阿布達比的一座旅遊新地標。
究竟是依靠怎樣的「神器」,才能憑空在海上造出島嶼?在「天鯤號」船尾的位置,有著最吸引眼球、與其他船相比最為獨特的一件東西,那就是鉸刀。「天鯤號」總共配置了4種不同型別的鉸刀。每一個鉸刀就像一個巨大的鉆頭,能深入海底,搗碎最堅硬的巖石。
搗碎的沙石再透過我身後的這一根根漂浮在海面上的管線輸送,最遠可輸送到15公裏以外,便可以在大海深處造島。每小時,「天鯤號」挖起的沙石可達6000立方米,相當於在一塊標準足球場挖出近1公尺的深坑。其挖掘功率居世界前列,亞洲第一。
我身邊的這塊巖石,就來自眼前這片海域,這種巖石的硬度能達到15兆帕。簡單來說,這個壓力就相當於在人的大拇指甲蓋上放了150公斤重物的感覺。只有像「天鯤號」這種重型絞吸船才能將這種堅硬的巖石破碎。
而為了追趕工期,「天鯤號」幾乎24小時晝夜不停地運轉。鉸刀在海底「大展身手」之時,堅硬的巖石會逐漸把鉸刀上的尖齒給磨平。因此每6小時,船上的海員就必須給這個「堅甲巨獸」換一次鉸刀齒。
阿聯向來以人造島嶼的奇觀享譽全球,如今這一項造島事業有了「天鯤號」的加入,又多了中國船舶的身影。去年年初,「天鯤號」首次來到中東地區作業,在同一片水域,與荷蘭、比利時等國的疏浚船只同台競技。
拼工期,拼效率,拼品質,「天鯤號」負責的計畫進度往往超前完成,被阿聯業主方譽為神奇的「中國速度」。
疏浚神器如何煉成?
研發現場為您揭秘
「天鯤號」這個疏浚神器是如何煉成的?我們一起走進「天鯤號」的研發地中交天津航道局疏浚裝備中心去探尋答案。
海河傳媒中心記者 馬也:我現在正在位於天津經濟技術開發區的中交天航局疏浚裝備中心,剛剛魏然登上的「天鯤號」的關鍵設計就是誕生在這裏。為了更直觀地展現「天鯤號」的作業原理,我們來看看這艘縮小到1/50的模型。我們的技術牛在哪兒?今天我們用兩個關鍵詞來揭秘。
第一個關鍵詞就是挖得快。這個正在旋轉的部份叫作鉸刀,在實際海上作業中,它會深入海底攪碎挖掘巖石和泥沙。我們面前這個大塊頭就是船上套用的真正的鉸刀,它是用耐磨合金鋼鑄造而成的,直徑超過3公尺,重達15噸。螺旋中空的設計可以增大切削的面積,上面每個綠色的刀齒可以根據不同的土質、巖石硬度,進行拆卸和更換,讓鉸刀「削石如泥」。
除了攻克材料難題,還要研究最佳化鉸刀幾何形狀來提升切削巖土效能。天航局從世界各地收集了200多種不同的海底沈積巖樣本用於切削試驗。現在水中切削的巖石是來自阿拉伯海海底的一塊堅硬的巖石,驗證切削的角度和功率等是否匹配。
研發成功後,挖掘能力將從「天鯤號」現在的每小時挖掘6000立方米,大幅提升到每小時10000立方米。按照這樣的速度,差不多兩周時間就能填滿像「鳥巢」那麽大的體育場。過去這些鉸刀還要依賴進口,現在我們已經自主研制出了幾十種不同的鉸刀。
第二個關鍵詞,排得遠。泥沙可以被順利吹填到15公裏以外的距離,這是如何做到的呢?
鉸刀上方連線著排泥管,整個排泥管貫穿船體,船上共有三台串聯的泥泵,總功率相當於兩列復興號高鐵列車功率的總和,就像強有力的心臟能讓血液流動起來,但是如果距離超過一定長度,就有可能出現沈積泥沙,所以處理好濃度和流速的協調關系也至關重要。
天航局透過無數次試驗推演,形成了演算法來解決這個難題,這是天航局自主研發的整套輸送系統,泥泵該使多大的勁兒,會根據管道裏沙石的大小、輸送距離等靈活調整。目前,這裏正在研發功率高達12000千瓦的泥泵,比國際上現有的最大功率還要提升23%。
「天鯤號」的升級版今年年底即將啟動建造,它必將挖得更快,排得更遠,也將航行到更廣闊的海域,服務更多國家。