中国科学家研发造岛神器,3年南海造出新澳门,国家严禁对外出售

原标题:中国科学家研发造岛神器,3年南海造出新澳门,国家严禁对外出售

中国国土广褒,江河湖泊众多,拥有3.2万多千米的海岸线,疏浚造岛需求巨大,对于挖泥船的技术要求、数量要求也非常高。

挖泥船不仅负责清挖水道与河川淤泥,以便其他船舶顺利通过,还是吹沙填海的利器,按施工特点又可分为耙吸式、铰吸式、链斗式、抓斗式和铲斗式等

在1966年的时候,为建设天津新港,受限于国内的科技水平,天航局不得不花费170万英镑(折合4吨黄金)从荷兰引进了当时世界最先进的自航耙吸船“津航浚102”轮。

1969年至1972年,上航局仿照“津航浚102”轮,由上海江南船厂设计建造的两艘4500立方米自航耙吸挖泥船“劲松”“险峰”轮,但是和西方整体差距还非常大。

一直到21世纪初,因为受到西方的控制,我国疏浚船舶仍以进口为主,自行设计建造大型、先进挖泥船的能力还需进一步提升。随着经济的发展,面对国外技术和设备的封锁,只有自力更生,才能满足我国经济发展和国防的需求。

2008年4月,我国和德国进行技术合作,由德国提供技术设计,中国进行制造的第一艘重型挖泥船开工,自此,开始我国自主创新发展的建造之路。

历时21个月,2010年,首艘由德国设计,中国制造的重型挖泥船“天鲸”号下水,“天鲸”号自航绞吸式挖泥船总长127.5m,型宽22m,吃水6m,设计航速12节,总装机功率为19200KW,最大挖深-30m,最大排泥距离6000m,挖掘效率为4500m³/h。技术性能指标及铰刀挖泥能力排亚洲第一,是当时世界上最大的三艘自航绞吸挖泥船之一。

2014年,“天鲸”号在永暑礁西南陆域(低潮时出水的陆域为“礁陆”)上的吹沙填海作业震惊世界。

“天鲸”号填海造陆

仅用了8个月,永陆面积达2.8平方公里,岛陆面积仅次于美济礁和渚碧礁的,为南沙群岛第三大岛。建有永暑岛机场、永暑医院等。永暑岛成为中国在南沙最大的物资集散中心,需要远距离型大型运输机,永暑岛的建成,有力保障了中国南海领土安全。

而在“天鲸号”基础上,中国再次造出了更为庞大的造岛巨兽——天鲲号。相比起天鲸号德国设计、中国制造,天鲲号实现了中国设计、中国制造。

它是中国第一艘拥有完全自主知识产权的超大型自航绞吸挖泥船,标志着中国打破了国外技术垄断已经成为能够自主设计,自主建造新一代同类设备的国家。由于具有无限航区、全球航行的能力,天鲲号具备赶赴全世界执行任务的能力。

这座亚洲最大重型自航绞吸船“天鲲号”长140米,宽27.8米,满载排水量1.7W吨,吃水6.5 米。

天鲲号”在多项技术指标上都是处于世界第一梯队,“天鲲号”绞刀电机额定功率6600kW,最大功率可达9900kW,其挖掘功率居世界前列,亚洲第一;”泥泵电机总功率17000kW,其输送总功率居于世界第三,亚洲第一;远程输送能力达15000米,为世界领先,亚洲第一;最大挖掘深度可达35米,位居世界前列,亚洲第一。

除此之外“天鲲号”在世界上首次将三缆定位系统应用于自航绞吸挖泥船。还拥有国际领先的自航绞吸船智能集成控制系统。

“天鲲号”还进行过挖岩试验,就是在岩床上进行不同情况下的挖掘姿态试验,其主要目的就是试验各种海情和各种工具间的磨合情况。而最后“天鲲号”也通过了挖掘60兆帕岩石强度的试验,远超50兆帕的设计标准。

简单来说,它的吸泥管和排泥管连接起来,最长能达到15千米,每小时最高可将7501立方米的“泥巴”通过管道运送到15千米开外,也就是它可以在一个小时可挖出7501立方米的大坑。

要知道一间教室长约10米,宽约7米,高约4米,教室体积约280立方米,它可以在24小时内挖出642间教室,在5天的时间可以造出容纳容纳16000人的94万立方米的水立方。天鲲号”工程师孔凡震曾说,三年左右就可以在南海填出一个澳门来。

填海造陆

“天鲲号”最为厉害的是可以实现全智能化,一个按键下去,就可以自动定位,自动挖泥作业,除了自动挖泥,还能实现自动挖煤,这也是我国自动挖煤技术的首次应用。

“天鲲号”的建造难度极高,要知道绞吸挖泥船的核心是绞刀,承载它的叫桥架,里面搭载了绞刀以及各种电机设备,总重量达1600吨,高度相当于14层楼高。

在安装间隙仅有13毫米的情况下,要把这样的庞然大物嵌入船体。这要求桥架与船体的制作高度精密,几乎就是严丝合缝。然而船体和桥架都是露天制造,在温差影响下,难免会产生变形,如何保证高精度是建造人员一直思考的问题。

最终,工人们24小时跟踪测量钢板的变化,最后发现晚上某段特定时间钢材的变化最小,最为稳定,在这个时间段进行嵌入工作,就不会因为因为温差而影响到精确度,就能保证桥架完美嵌入船体。于是工人们每天工作的时间从深夜开始,整整持续了两个多月。

如何将桥架嵌入船体,最简单的方式是用吊车吊起来,平放入船体,但是,船坞吊车的最大吊重能力只有500吨,而桥架本身突破了1600吨,吊车无法吊起桥架。在设计人员经过多次商讨之后,最后选用了轨道平移的方式,成功将船体与桥架对接,天衣无缝。并采用起桥绞车应急电机,将桥架尾部成功吊起,才完成了嵌入工作。

吊装船体上部建筑

天鲲号”一共分成96段建设,最后将所有段拼接而成,一般船的建造拼接误差为±4—6毫米,而“天鲲号”的分段误差只有±2毫米,桥架的拼接误差只有±1毫米。这些分段的精度实现,都是建造者用一丝不苟的工作态度和严谨作风换来的。

另外,因为“‘天鲲号’可挖6.5米到35米深,设计人员创新性地采用了上下两副水平的绞合点。浅挖时,提升桥架,深挖时,通过桥架转换加大挖深。这个设计理念是前所未有的,但实际建造难度也是呈几何级数增加,但最后建造者们还是成功完成了任务。目前世界上仅‘天鲲号’具有此功能。

可安装42颗刀齿的绞刀头,将根据不同海床作业情况安装不同的刀齿

“天鲲号”有好多个系统首次应用:国内首次应用气动减震系统,减震器达到148个,这是目前世界上采用最多的,所有减震器的平面误差在±1毫米之内;首次采用三缆定位系统;首次实行柔性移动钢桩系统,钢桩还可以倒桩前行……

正如中交天津航道局有限公司总工程师顾明说得那样:‘天鲲号’这条船虽然规格不是最大的,但已经是国际上最先进的。

而这就是集体的智慧集体的力量才能完成这样庞大而复杂的设计建造工作。

振华重工启东公司专家调试设备

目前,中国共拥有35艘超大型挖泥船,像天狮船是天津航道局自主设计制造的第一条大型绞吸式挖泥船。所以中国同时也明确规定,为维护国家安全,对大型挖泥船实施出口管制,未经许可任何单位和个人不得对外出口大型挖泥船。从此之后我国的挖沙船也上升到了战略性物资的高度,而之所以如此,就是因为我们在这方面拥有着世界领先的技术水平,且挖泥船的用途十分广泛。

一直以来,中国南海的一些岛礁被某些国家非法侵占,这对中国维护国家主权非常不利。由于在南海缺乏强有力的军事支撑点,无法实现军舰和战机常驻南海,这就使中国在南海的军事存在感很低,不利于中国对南海进行有效控制。

而凭借着“天鲲号”吨位大、爪牙锋利、挖掘和传输效率高的特点,中国可以在极快的时间内建设永久性军事基地,不仅能够建设雷达站和监测站监视岛礁周边海域空域的一举一动,还能部署航空兵、导弹部队、水面舰艇,有利于保护国家的海洋主权、能源安全和正常的商贸秩序。

到目前为止,中国已在南海8座岛礁上填海造地,分别是美济礁、渚碧礁、永暑礁、华阳礁、南薰礁、东门礁、赤瓜礁、永兴岛。其中,前七个岛礁属于填礁成岛,而永兴岛因此前就已经是南海大岛,此次填海造地属于扩充面积。

随着2019年天鲲号的正式开工,中国将会在南海建立起庞大的钢铁堡垒。

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