一种极地科考救援海上漂流基地及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种极地科考救援海上漂流基地及其使用方法，包括球形结构的浮式结构物，其外表面下部敷设融冰系统，位于融冰系统上方的浮式结构物外壁面上安装辅助结冰系统，辅助结冰系统向着浮式结构物与冰层相接处喷水；浮式结构物前、后、左、右均安装桨舵合一的动力装置，工作状态的动力装置位于冰层高度并相对于浮式结构物向外凸出；浮式结构物上部安装探照灯系统，探照灯系统包括沿着周向间隔布设的多盏强力探照灯；以浮式结构物为中心、沿着周向间隔向外布设四组以上浮冰系泊系统；从而能够经由海上漂流基地与稳定浮冰之间的冻结，随冰漂流，为极地科考救援工作提供有力的保障基地，并且能够自主破冰移动，绿色节能，使用灵活，实用性好。实用性好。实用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种极地科考救援海上漂流基地及其使用方法


[0001]本专利技术涉及极地科考装备
，尤其是一种极地科考救援海上漂流基地及其使用方法。

技术介绍

[0002]极地的科学考察对于极区生态多样性、世界气候变化、极地资源勘探等领域的研究都有重要的作用，同时极地的科学考察能够推进“冰上丝绸之路”建设。
[0003]现有技术中，陆基工作站限制了在相关核心关键区域的科考救援。此外，我国拥有的极地考察船仅仅是轻型破冰船，能够前往极地的时间和深入的空间也存在着很大限制，即便是国际上重型破冰船破冰能力也是有限的，并且担负着大量补给任务，航程大部分时间在路上，留给实际极地探索的纯研究时间不足，远远不能满足极地科学研究的需求。
[0004]因此，加快极地科学考察新站和新装备的能力建设，研发并设计一种连续、长期的装备及其使用模式应用在极地的科考救援过程中意义重大。

技术实现思路

[0005]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的极地科考救援海上漂流基地及其使用方法，从而为极地科考救援工作提供有力的保障基地，并且能够自主破冰移动，绿色节能，使用灵活，实用性好。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种极地科考救援海上漂流基地，包括球形结构的浮式结构物，浮式结构物外表面下部敷设有融冰系统，位于融冰系统上方的浮式结构物外壁面上安装有辅助结冰系统，辅助结冰系统向着浮式结构物与冰层相接处喷水；所述浮式结构物前、后、左、右均安装有桨舵合一的动力装置，工作状态的动力装置位于冰层高度并相对于浮式结构物向外凸出；所述浮式结构物上部安装有探照灯系统，探照灯系统包括沿着周向间隔布设的多盏强力探照灯。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：
[0009]所述浮式结构物下部下压曲线位置与冰层接触，浮式结构物底面为平面结构，浮式结构物底平面中部配装有探测仪系统，探测仪系统位于平面结构内侧。
[0010]所述浮式结构物由低温高强钢建造，融冰系统布设于浮式结构物外表面的低温钢材内，融冰系统位于浮式结构物与冰层相接处，融冰系统沿着浮式结构物水平周向布设；所述融冰系统包括有调温层与隔热层，隔热层将调温层与浮式结构物内侧隔离开，调温层内敷设电热丝。
[0011]还包括以浮式结构物为中心、沿着周向间隔向外布设的四组以上浮冰系泊系统，单组浮冰系泊系统的结构为：包括安装于浮式结构物上部壁面上的绞车，绞车上连接有缆绳，缆绳另一端经锁扣安装有冰塞，冰塞钻入冰层；所述绞车收紧缆绳，缆绳保持预张力。
[0012]所述浮式结构物内设置有容纳动力装置的容纳舱，动力装置沿着容纳舱外移伸出
浮式结构物，动力装置沿着浮式结构物下移至工作高度。
[0013]还包括安装于浮式结构物上部壁面的破冰系统，破冰系统为高能激光破冰装置，破冰系统向着冰层发出长波的激光束；所述浮式结构物顶面设置有直升机收容系统和新能源供应系统，直升机收容系统为直升机提供起降、收纳，新能源供应系统为垂直轴风力涡轮发电机。
[0014]还包括将发电机发电废热回收利用的回收装置，回收装置将冷却水中的热量用于底板采暖；所述浮式结构物壁面上配装带热回收的通风设备，浮式结构物上配装双层保温窗。
[0015]一种所述的极地科考救援海上漂流基地的使用方法，包括海上漂流基地与浮冰的固定过程和解除固定过程；
[0016]与浮冰的固定过程包括如下步骤：
[0017]海上漂流基地运输至极地目标海域后，启动动力装置在目标海域中游弋，寻找目标浮冰；
[0018]寻找到目标浮冰后，由动力装置工作，结合动力装置、破冰系统的破冰工作，使得海上漂流基地行进至目标浮冰的中央区域；
[0019]关闭破冰系统、动力装置，待海上漂流基地与目标浮冰冻结，结合辅助结冰系统的工作，增加结冰量和粘结力；
[0020]将浮冰系泊系统中的冰塞由雪地车拖带到冰面上，将冰塞固定嵌入锚固点位置的冰层中，由绞车收紧缆绳保持预张力；
[0021]完成海上漂流基地与目标浮冰的固定；
[0022]与浮冰的解除固定过程包括如下步骤：
[0023]拔出插入冰层的冰塞，由绞车收回缆绳；
[0024]融冰系统工作，将海上漂流基地与目标浮冰之间的冻结融化；
[0025]动力装置工作，结合破冰系统的工作，在海域中游弋，寻找下一个目标浮冰或是驶离浮冰海域。
[0026]作为上述技术方案的进一步改进：
[0027]寻找目标浮冰的方法为：
[0028]步骤一：由X波段雷达扫测，获得海上漂流基地周围海冰的分布、破碎情况，由直升机悬挂声呐设备飞离冰面后对冰面进行扫描，获得海冰厚度的空间分布，包括浮冰上冰脊、融池、裂缝的分布；
[0029]步骤二：寻找直径大于3km、平均厚度大于1m的浮冰，浮冰由声呐设备扫描不含贯穿整个冰层的裂缝；
[0030]步骤三：对浮冰进行钻孔，测量实际冰厚，并采样进行冰力学性能试验；
[0031]步骤四：满足步骤二、步骤三的基础上，选择位于洋流上游区域、冰质和空间位置支持1
‑
2年漂流的浮冰为目标浮冰。
[0032]冰层较薄时，采用动力装置结合浮式结构物线型直接破冰航行；冰层较厚时，采用在运行方向前方的动力装置的螺旋桨来切削冰层破冰，结合破冰系统对冰层破冰，使得海上漂流基地行进至目标浮冰的中央区域。
[0033]本专利技术的有益效果如下：
[0034]本专利技术能够经由海上漂流基地与稳定浮冰之间的冻结，随冰漂流，为极地科考救援工作提供有力的保障基地，在该基地上开展科考救援活动，从而极大地提升了科研人员深入极地核心地带开展大范围、长周期科学考察与研究的空间活动能力，并且海水漂流基地能够自主破冰移动，绿色节能，使用灵活，实用性好；
[0035]本专利技术还包括如下优点：
[0036]海上漂流基地球形结构的外形，可以有效承载海冰挤压，并减小风载荷作用；
[0037]浮冰系泊系统使得海上漂流基地与浮冰之间能够更紧密的相互固定，以提升承受洋流、暴风的能力，达到稳定、可靠的随冰漂流。
附图说明
[0038]图1为本专利技术的结构示意图。
[0039]图2为图1的俯视图。
[0040]图3为本专利技术海上漂流基地在浮冰上的系泊状态示意图。
[0041]图4为本专利技术海上漂流基地由驳船运输时的状态示意图。
[0042]图5为图4的俯视图。
[0043]图6为本专利技术海上漂流基地破冰系统工作状态示意图。
[0044]其中：1、探测仪系统；2、融冰系统；3、浮式结构物；4、动力装置；5、辅助结冰系统；6、探照灯系统；7、新能源供应系统；8、直升机收容系统；9、破冰系统；10、冰塞；11、缆绳；12、绞车；13、水层；14、冰层；15、半潜驳船；16、激光束。
具体实施方式
[0045]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0046]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极地科考救援海上漂流基地，其特征在于：包括球形结构的浮式结构物(3)，浮式结构物(3)外表面下部敷设有融冰系统(2)，位于融冰系统(2)上方的浮式结构物(3)外壁面上安装有辅助结冰系统(5)，辅助结冰系统(5)向着浮式结构物(3)与冰层(14)相接处喷水；所述浮式结构物(3)前、后、左、右均安装有桨舵合一的动力装置(4)，工作状态的动力装置(4)位于冰层(14)高度并相对于浮式结构物(3)向外凸出；所述浮式结构物(3)上部安装有探照灯系统(6)，探照灯系统(6)包括沿着周向间隔布设的多盏强力探照灯。2.如权利要求1所述的一种极地科考救援海上漂流基地，其特征在于：所述浮式结构物(3)下部下压曲线位置与冰层(14)接触，浮式结构物(3)底面为平面结构，浮式结构物(3)底平面中部配装有探测仪系统(1)，探测仪系统(1)位于平面结构内侧。3.如权利要求1所述的一种极地科考救援海上漂流基地，其特征在于：所述浮式结构物(3)由低温高强钢建造，融冰系统(2)布设于浮式结构物(3)外表面的低温钢材内，融冰系统(2)位于浮式结构物(3)与冰层(14)相接处，融冰系统(2)沿着浮式结构物(3)水平周向布设；所述融冰系统(2)包括有调温层与隔热层，隔热层将调温层与浮式结构物(3)内侧隔离开，调温层内敷设电热丝。4.如权利要求1所述的一种极地科考救援海上漂流基地，其特征在于：还包括以浮式结构物(3)为中心、沿着周向间隔向外布设的四组以上浮冰系泊系统，单组浮冰系泊系统的结构为：包括安装于浮式结构物(3)上部壁面上的绞车(12)，绞车(12)上连接有缆绳(11)，缆绳(11)另一端经锁扣安装有冰塞(10)，冰塞(10)钻入冰层(14)；所述绞车(12)收紧缆绳(11)，缆绳(11)保持预张力。5.如权利要求1所述的一种极地科考救援海上漂流基地，其特征在于：所述浮式结构物(3)内设置有容纳动力装置(4)的容纳舱，动力装置(4)沿着容纳舱外移伸出浮式结构物(3)，动力装置(4)沿着浮式结构物(3)下移至工作高度。6.如权利要求1所述的一种极地科考救援海上漂流基地，其特征在于：还包括安装于浮式结构物(3)上部壁面的破冰系统(9)，破冰系统(9)为高能激光破冰装置，破冰系统(9)向着冰层(14)发出长波的激光束(16)；所述浮式结构物(3)顶面设置有直升机收容系统(8)和新能源供应系统(7)，直升机收容系统(8)为直升机提供起降、收纳，新能源供应系统(7)为垂直轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞俊，程小明，屈毫拓，路振，叶永林，
申请(专利权)人：深海技术科学太湖实验室，
类型：发明
国别省市：