第三节
科考船定义与分类

一、科考船定义

科考船是海洋科学考察船的简称。其是从事海洋地球物理、化学、海洋地质、地貌、气象、水文、考古和海上生物资源调查研究等任务的船舶。

20世纪50年代至20世纪末，我国称该类船舶为海洋调查船，21世纪以来，中国科学院、高等院校等将海洋调查船改称为科考船，并已建成多艘实船。为适应这一变化，本书称之为“科考船”，但在述及早期实船时，对原来称为“调查船”的，本书仍然称为“调查船”。

对于科考船的分类，除保留国家标准GT/T 7391—2002中的相关内容外，也增加了新出现的船型，如潜水器母船。

二、科考船分类

现代科考船按船型分，有单体、双体和特殊型；按航行作业区域分，有全球级、大洋级、区域级和近岸级；按性质分，有综合科考船、专业科考船和特种科考船，其中专业科考船有地球物理调查船、水声调查船、渔业资源调查船、地质调查船、气象观测船，以及航道测量船、环境监测船等；特种科考船有大洋钻探调查船、极地科考破冰船、潜水器母船、海洋考古船等。

1．海洋科学综合科考船

作为科考船的一个大类，现代综合科考船具有多学科、多功能、多技术手段的综合科学考察能力，为满足海洋水文、气象、地球物理、地质、地貌、生物、化学、声学、海洋渔业资源等两种及两种以上学科的科学考察活动提供平台。

综合科考船是当前科考船中数量最多的船型，由于其一次出航可获得多学科的综合信息，对推动海洋学各学科的发展贡献最大，因此发展也最为迅速。

图1-1是我国近年建造的海洋科学综合科考船——“科学”号。

2．专业科考船

专业科考船系指对海洋科学中的某一类或某几类相近学科进行专门调查和研究的船舶。

1）地球物理勘探船

地球物理学是地球科学的主要学科，是通过定量的物理方法和探测手段，如地震弹性波、地磁、地电、地热、重力及放射性能量等研究地球及寻找地球深部蕴藏的矿藏资源的一门学科。地球物理勘探船（简称“物探船”），是对海洋石油、天然气等矿物资源进行勘察研究的船舶。海水是一种性能较好的传播声波的介质，并且声波在不同的物质中传播速度不同，通过研究海底深部各种形态物质声波的反射特点，可以找到其中含有的液态、气态及固态的矿物资源。

物探船利用压缩空气气枪，将空气压缩机产生的高压空气储存在气枪内，通过瞬时的释放，产生频率低、能量大的声波，声波碰到海底岩层产生反射波，再通过接收电缆传到船上的接收装置，经过计算机计算得到反射剖面，由此可以查清油气资源的分布，从而绘制海洋油气田的分布图，为下一步油气钻探和开采做准备。

物探船的勘探能力一般根据其接收电缆的数量和长度划分，接收电缆越多、越长，探测能力越强，最多可拖带20根电缆，单根接收电缆的长度可达万米以上。这些电缆在物探船的艉部散开如扇形，在海上拖曳工作时，艉部用浮标做标记，其他船舶为了免于被电缆缠到，只能避而远之，如图1-2所示。图1-3为地球物理勘探船——“海洋地质八号”。

2）渔业资源调查船

渔业资源调查船是专门对水产资源、渔场、海洋环境以及渔具、渔法等进行调查研究的船舶。它主要用于调查研究潜在渔场的开发、渔汛期的发生和持续时间，以及承担对渔业生产提供指导等任务。关注鱼类资源的种类、分布密度、变化动态、预估资源的拥有量和近期的可捕量，以及试验各种渔具、渔法和渔获物的存储、保鲜、加工方法等，为各类渔船进行鱼类的捕捞提供前瞻性的资源探测。图1-4是我国自主设计建造的渔业资源调查船——“淞航”号。

渔业资源调查船是现代渔船的一个重要组成部分，随着渔业从沿岸、近海发展到深海、远洋，以及资源的不断开发和利用，渔业资源调查船也从小吨位发展到大吨位，功能也从原来只具有单一渔法的捕捞设备发展到具有多种渔法的捕捞设备。20世纪80年代，小型的渔业资源调查船通常也具备两种或两种以上的作业调查手段。

3．特种科考船

特种科考船是专门针对某一特定科学考察任务而研制的一类科考船船型。

1）潜水器母船

在潜水器母船中非常重要的一类是载人潜水器母船。之所以这样称呼，主要有两方面原因。一方面，从物理连接上，当潜水器下放时，潜水器与母船之间有一根为潜水器提供系固、电力、信号等的“脐带缆”。另一方面，从维护补给上，潜水器释放前后的一些准备、维护、保养工作，释放过程中的各种监测、保障工作等，都是在载人潜水器母船上进行的，载人潜水器母船给载人潜水器提供全方位的后勤保障服务。

载人潜水器母船上最重要的系统就是载人潜水器的布放/回收系统。一般由三部分组成，艉部A型架（见图1-5）、运移轨道车和拖曳绞车。

安装于艉部的A型架由两个支柱和一个横梁组成，横梁中间设有带恒张力和抗横摇纵摇功能的起升绞车及万向架，这样当载人潜水器母船受波浪影响产生各种摇摆运动时，载人潜水器也能不受影响，稳稳当当地出入水。

运移轨道车，用于载人潜水器在甲板起吊点与艉部收藏区之间的甲板运转。运移轨道车还可以升降，在库房内可以将载人潜水器提升，用于其底部的维护保养工作。

载人潜水器出水后，由工作人员乘小艇将载人潜水器和拖曳绞车连接；拖曳绞车将载人潜水器从水面拖到船舶艉部A型架下的回收位置。在收放期间，为了减小载人潜水器俯仰和摇摆程度，拖曳绞车对载人潜水器应保持恒定张力。

我国目前较为先进的载人潜水器“蛟龙”号，原来由改装的综合调查船“向阳红09”号承担载人潜水器母船的任务（见图1-6）。2019年11月，我国专为载人潜水器研制的“蛟龙”号新母船——“深海一号”交付使用（见图1-7）。“蛟龙”号载人潜水器告别“向阳红09”号，迎来了自己的专用支持母船。

2）极地考察船

极地考察船是专门在南、北极海域进行海洋调查和考察的专业科考船。是科考船中吨位较大的一类科考船，其满载排水量一般都在万吨左右。此类船以极地水域科学考察为首要任务，因极地考察站离母国较远，所以此类船还具有一定的后勤物资运输补给能力。图1-8是我国第一艘极地破冰船——“雪龙”号科考破冰船。

极地蕴藏着很多潜在资源。例如，南极冰川中蕴含着丰富的气候信息，是研究气候变化的一个非常好的样本；南极磷虾是世界上蛋白质含量最高的生物之一，资源量高达10亿吨，可采量达1亿吨；得天独厚的极端环境，使极地成为重要的基因资源宝库，国际上极端海洋生物基因资源的开发应用虽刚刚起步，却已带来数十亿美元的产值。因此，极地考察被许多国家作为赢得未来发展主动权、占领新的制高点的重要国家战略。

极地考察船应有较强的破冰能力，它的破冰能力来自其特殊的破冰型艏部线型。破冰型艏是内缩式，与水面之间有一个很大的倾角，外形就像一把匕首一样，尖瘦的中间部分可以劈开坚硬的冰层。很多破冰船的艉部也可以破冰，在不用转弯调头的情况下可以实现反向破冰，称为双向破冰型。

由于船体水下部分需要经常承受冰的冲击，破冰船的船体肋骨间距比较小，如我国最新设计建造的“雪龙2”号极地破冰船，肋位距离仅350毫米左右，是一般船舶的一半，船体水下外板比一般船要厚，“雪龙2”号艏部冰刀区板厚达到100毫米，相比之下，21 000 TEU 超大型集装箱船最厚的板厚才85毫米，并且采用能承受低温的特种钢材，在船体外露的海水门、推进螺旋桨等处还考虑了特殊的冰区加强措施。

我国新建的极地科考破冰船——“雪龙2”号（见图1-9），具有双向破冰能力，能在1.5米厚冰加0.2米厚的雪中以2～3节 的速度连续破冰。该船具有海洋和大气环境观测与实验、海洋地质和地球物理测量、海洋生物和生态调查分析等科学考察功能。

3）大洋钻探船

大洋钻探船能够在水深数千米的海底实施钻探，获取海底以下数千米处的样本。大洋钻探船离不开三大关键系统和设备：动力定位系统、钻孔重返系统和升降补偿装置。由于技术密集、营运维护费用高，目前世界上的大洋钻探船仅两艘，即美国的“决心”号和日本的“地球”号。

为了抵抗高海况下风浪流引起的船体平面方向运动，大洋钻探船的动力定位能力是科考船中要求最高的。为了抵抗上下颠簸运动，大洋钻探船通常要配备升降补偿装置，可以随时补偿船体随波起伏对钻杆造成的不利影响。钻孔重返系统是大洋钻探船的技术核心，图1-10是日本大洋钻探船——“地球”号。