海洋调查船是用于海洋科学考察、应用技术研 究、测量或勘探等船舶的统称。认识海洋是海洋可持续 发展和国家海洋安全的基础工作，而海洋调查船是认识 海洋的必要工具。近年来许多发达的海洋国家将海洋科 学列为优先发展的战略领域，均陆续建造现代化的海洋 科学综合调查船。小水线面双体船（SWATH）也作为 一个新的高性能船型出现在世人面前，其耐波性强、晕 船率低、失速小等优点被誉为“21世纪中国船艇业的 曙光”，是一种高技术含量、高附加值的船艇，在海洋 调查与监察等领域有着广泛的应用前景。
小水线面双体船相比常规的单体船不同，其船体 是由三部分组成：流线型的水下潜体、连接水下潜体 与上船体的狭片状双支柱体、高出水面的上层船体。 其兼容了潜艇、水翼船、双体船的许多优点又避开了 这些船型相应的缺陷，良好的特殊结构带来了常规船 所没有的优秀效果。
由于与水线（海面）接触的双支柱体面积比 同吨位排水量常规单体船要小很多，因此小水线面 双体船特有的结构给船体带来的升沉、摇摆幅度都比较 常规单体船小，兴波阻力小，受波浪扰动小，在大风浪 中船失速率小，在零航速下具有平缓的运动响应，拥有 优良的耐波性。其次，小水线面双体船主要机器大部分 布置在水面以上的舱室，所以水下辐射噪声大大低于常 规单体船，对于海洋声学等环境学科研究是极理想的 平台，其缺点是水下湿面积较同等吨位的单体船大。
自 20世纪 70年代初，中国船舶科学研究中心便 开始了对小水线面双体船技术进行跟踪研究，对基础 理论做了广泛并有相当深度的探索。20世纪 80年代 中期开始向研制实用船型过渡，90年代后期开始进 行 200 吨级实船试制，验证了小水线面双体船各项性 能的优异表现，为建设更大吨位的小水线面双体船提 供了理论和实船依据。
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| “实验 1 ”考察船 |
由中科院声学所承建、南海所和沈阳自动化所联 合共建的新型小水线面双体综合科考船“实验1”（下 称“实验1”），是根据国家中长期发展战略并结合中 科院重点涉海学科的迫切需要而建造的。其主要作为水 声物理、水声工程、水下机器人的海上研究与试验平 台，开展海上自动观测浮标、潜标、水下潜器、探空观 测设备布放回收和配合海上遥感、遥测试验，实现海洋 环境实时立体监测和综合信息的观测，能在近海、远洋 进行水声及其他海洋学科和交叉学科的综合科学考察。
项目于 2002年8月启动，2003年10月获中 科院立项批准建造，2004年3月签订设计合同， 2007年12月在渤海船舶重工集团公司开工建造。 2009年4月“实验1”在渤海船舶重工集团葫芦岛渤 海船厂建成交付使用，这是国内首艘入 CCS 船级具备 “AUTO-0”机舱自动化及“DP-1”动力定位系统 的小水线面双体科学考察船。声学所为“实验1”的 法人单位，南海所为运行管理单位，沈自所为共管单 位。2009年4月27日“实验 1”加入“实验”系列科考船队的运作管理，同年9月“实验1”船通过中科院 组织的专家组的项目验收，并列入中科院重大科技基 础设施大科学装置队伍。
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| 实验室 |
“实验1”全长 60.9 m、宽 26 m，排水量 2 560t， 总吨位30 7 1t，钢质全焊接结构，最大续航力 为 8 000 海里，自持力 40 天，定员 72 人（其中船 员 27 人），经济航速 10 节，最大航速 15 节。采用 交流变频电力推进系统，拥有目前各种先进的通导设 备、DP-I 动力定位、全船机舱自动化，满足无限航 区（不含冰区）航行要求。船上建有包括海洋声学工 程、水下机器人（ROV）、信息处理中心、物理海 洋、海洋化学、气象、生物、地质和通海井等 11 个 实验室，总面积 391m2。尾甲板总面积 380 m2，可 安装设备空间大，提供 220V、380V交流、24V直 流电力系统。船上设有通海井，尾部装有 2t、3t 液 压回转吊机各1台，5t×7m龙门架1台，2t×4 m A 型门架3台，0.5t 液压通用绞车 2 台，2t 液压绞 车、8 000 m专用水文 CTD 绞车、专用声纳绞车和 7 000m深水绞车各1台及其他海洋科研调查设备。
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| 宽敞的作业后甲板 |
“实验1”的船舶动力、通导设备、减震降噪、 船舶自动化系统设计集合了国内外许多先进设备和技 术，其优异的耐波性，良好的安静性、低速拖曳性、 灵巧的操纵性以及宽大的甲板作业平台为海上调查实 验提供了一个性能优良、安全舒适的平台。
运行 海洋科考概况“实验1”作为国内高性能水声调查船和先进的 海洋综合考察船，自 2009年4月投入使用以来执行大 部分国家海洋声学考察实验航次，连续 6年执行国家 自然科学基金委东印度洋海洋综合考察，参与水下仪 器设备海试，海洋遥感、环境、地质、生物、物理海 洋等多个学科的考察研究工作。其中包括 “973”、 “863”、“水声专项”、“中科院战略先导科技专 项”等国家重大专项。至今已完成 42 个科考航次，海 上作业 881 天，航程 11 万多海里，为我国海洋研究提 供了一个条件良好的公共基础平台。
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| 海上作业考察 |
印度洋北部是全球季风活动最强烈的地区之一， 该区域的气候变化对亚洲大陆，尤其是南亚和东亚具 有重要影响。当前通过海气相互作用的研究来提高亚 洲季风系统的预测水平是我国大力发展的科学方向。
同时亚洲季风的海洋气象动力过程对南海海洋 过程影响深远，通过印度洋综合科学考察航次对东印 度洋的海洋环境因素变化对南海海洋生态环境因素变 化的影响进行调查研究，为南海经济与社会协调、可 持续发展与决策提供科学依据。通过航次加强印度洋 海洋现场数据的长期积累，促进南海海洋研究与周边 海域研究相结合，对我国在海洋研究的长远发展具有 战略性意义，响应了国家领导人提出的建设 21世纪 “海上丝绸之路”战略。
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| 中科院南海所斯里兰卡海洋观测站（筹） |
“实验1”2010—2015年已连续 6年执行“国家 自然科学基金委东印度洋海洋学综合科学考察实验研 究”航次，目的是发挥国内多家高校、科研单位的学 科优势和综合研究力量，加强东印度洋海洋现场数据 的长期积累，推动重大成果产出。每航次均邀请斯里 兰卡 Ruhuna 大学参与短期考察，并与斯里兰卡海军展 开航次和培训方面的合作，为南海所斯里兰卡观测站 的筹建提供了重要的支撑条件。
运行管理及开放共享“实验1”秉着“专管共用，开放共享”的管理模 式，除了执行国家及中科院下达的专项任务外，充分利 用其性能优势，积极对国内高校、军工和企业等研究机 构开放，提供航次搭载或空余船时，承担更多任务，也 逐步成为国家海洋综合研究、水下设备研发的海上重点 试验平台。“实验1”近 3年执行中科院开放航次，中科 院先导专项，基金委南海、东印度洋共享综合调查，南 海、西太平洋水声调查，海洋专项调查，仪器设备海试 等共 18 个航次，在航作业 552 天。其中中科院系统主 导的任务航次 10 个，海洋局系统主导的任务航次 5 个， 基金委共享航次3个，科技部“863”计划航次1个。
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| 国家海洋调查船队牌匾 |
2012年“实验1”加入由国家海洋局组织的 “国家海洋调查船队”，通过该平台实现船时开放， 接受用船机构申请并适时安排，提高船舶使用率。同 时实现信息交流共享，扩大社会影响力及知名度，学 习其他单位及船舶管理经验。同年9月，“实验1” 成为“国家海上遥感验证工作站”，成为国家海上遥 感观测的公共实验平台。
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| 科技部副部长曹健林等为“实验 1”成为国家“海上遥感验证工作站”揭牌 |
“实验1”自投入使用以来，含科研机构、大 学、军工、企业等共 34 个船舶单位用户，涉及海洋 学科有声学、物理、化学、生物、地学、环境、能 源、工程等，通过开展海洋调查研究工作，也促进了 一系列成果的产出。据不完全统计，2012—2014年 间“实验1”船舶用户依托“实验1”科考船作为实 验平台获取原始样品或基础数据共产生论文 61 篇， 其中 SCI 收录 31 篇，会议论文 8 篇，其他期刊论 文 22 篇，授权专利发明 12 项，国家技术发明奖二等 奖1项，省部级奖1项。
海洋学科领域在除海洋声学外的学科领域，“实验1”船舶用 户近 3年产生与之相关论文 31 篇，其中 SCI 收录 28 篇，产生国家奖1项，省部级奖1项。
目前，我国海洋软体动物渔获量约 4 000 万 吨/年， 由于其蛋白质结构庞大复杂、分子高度交联，定向 制备成功能肽的难度极大，从而限制了它的高值化 利用。怎样在温和条件下，把蛋白质水解成安全、 易于吸收的小分子功能肽，是海洋软体动物高效利 用的世界级科技难题。
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| 重大成果：“热带海 洋微生物新型生物酶高效转 化软体动物功能肽的关键技 术”获2014年国家技术发明 奖二等奖 |
本成果利用海 洋微生物的新属种和 独特环境适应性，挖 掘新型蛋白酶和糖苷 酶，发明安全高效定 向转化海洋软体动物 功能肽的关键技术， 取得以下重要突破：
●解决产酶微生 物的种质问题， 保 藏海洋来源产酶菌 种 900 多株；
●发明海洋微生 物新型生物酶发掘技 术，解决高效生物酶 的瓶颈问题，有效解除蛋白质糖基侧链的屏蔽，提升 蛋白可控水解效率；
●构建新型复合酶系统，发明功能肽的定向酶解 新技术，优化功能肽产率；
●发明软体动物新型功能肽的定向制备新技术， 实现了珍珠贝多糖肽和日本鱿鱼肽的定向酶解以及珍 珠角蛋白的酶促定向改造；
●创建软体动物功能肽功能确证新方法，发现功 能肽的营养免疫和诱食新功能，研制新型功能饲料。
该研究解决了海洋蛋白定向转化难的问题，在热 带海洋微生物新型生物酶及其应用方面达到国际领先 水平。应用新技术的精细加工珍珠和渔用功能饲料产 品产生了良好的经济效益，海洋精细加工珍珠产品占 国内市场份额 40%，促进项目参与企业的渔用饲料 年销售量达世界第一。
在此项成果中，该课题组 2006—2014年共采集深 远海沉积物样品 165 个，通过对微生物分离、鉴定、保 藏等分析，获得了12 000 多株海洋微生物，通过多种酶 活性筛选，共获得了 900 多株产酶微生物，构建了产 酶微生物菌种资源库。该产酶微生物菌种库的构建， 为课题组研究功能肽的转化提供了关键菌种，为该项 国家奖的获得打下良好的基础。这些菌株均是通过南 海所“实验3”和“实验1”科考船采集获得。
水声应用领域成果2012—2014年中科院声学所研究人员依托“实 验1”科考船作为实验平台共产生授权发明专利12 项，论文25篇，其中会议论文 8 篇。
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| 部分水声实验示意图 |
近几年，“实验1”承担 了90% 的国家声学专项 调查任务，完成专项海上综合试验及水声拖曳双线阵 研制及多次深海声学潜标的布放与回收。同时在超远 程水声通信试验方面开展了相关研究与试验，取得了 高质量试验结果。其中“A Kind of Underwater Time Service and Synchronization“（一种水下授时和同 步方法及其系统）获得 PCT 国际专利，该发明提出 一种新的水下授时和同步方法及其系统，解决传统方 法受水声信道多途及起伏效应影响的问题，从而有效 提高授时及同步的精度，并降低授时系统的复杂度。
海洋实时观测浮标系统建设与维护以“实验1”为支撑装置平台，由声学所、南海 所和沈阳自动化所三方共建中尺度海洋观测联合实验 室，以海洋环境与海洋声学连续监测为重点，以建设 西沙、南沙岛礁深海海洋环境与声学监测台站为核 心，重点开展海洋声学技术及其监测应用、海洋遥感 信息分析与应用、多源海洋监测信息资料通话与集成 分析等海洋环境立体监测关键技术研究，构建南海中 尺度海洋研究观测站网系统，为多学科海洋创新研究 和高技术实验提供观测数据和技术平台。
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| 海洋实时观测浮标系统的建设维护 |
“实验1”在多次指定海区投放遥测浮标，为 水文气象综合观测系统的建立实现了风速、风向、 气温、相对湿度、气压、波浪、潮位、水温等观测 在所部的远程实时接收；海洋光学观 测系统则主要测量水上阳光辐照度和 风速、风向、相对温湿度和大气压的 气象要素，水下观测各层上、下两个 方向的光谱辐照，采用自动化和远程 通讯技术，实现海面、水下光辐射的 连续实时观测。系统的建成，充分 实现海洋环境多元化参数信息的获 取，为海洋生态与环境研究、气候变 化研究、生物资源变动规律提供基础 资料，对海洋科学研究、海洋经济建 设、国家安全建设等具有重要意义。
未来展望 加强船舶通讯能力建设“实验1”作为科学考察、试验的装置平台，面 对的是海上恶劣多变的天气和通讯方式单一、能力薄 弱的环境，方便快捷的通讯对船舶在海上考察作业和 航行显得非常重要，也是国内外科考船愈加重视并逐 步完善的一项船舶基础能力，同样，加强“实验1”船 载通讯系统的建设是今后的一个重点工作。当船舶在 海上作业时，通过海洋卫星电话、网络、桌面视频系 统等媒体平台，及时汇报船舶运行和科研作业进展， 做出决策，为保障船舶运行和科研活动的安全高效开 展提供强有力支撑，同时有利于更快、更全面、更准 确地对海上样品进行分析，推动科研成果产出。
完善科学综合考察能力“ 实验1”独特的小水线面双体船型，有优越的耐 波性、良好的安静性、低速拖曳性、灵巧的操纵性以及 宽大的甲板作业，是一个理想的海上工作实验平台。 但作为一艘以水声考察为主的海洋综合学科考察船， “实验1”的船载科考设备整体配套并不完善，缺少 大部分的海洋探测设备和科研仪器，一定程度上限制 了多学科综合考察的需求。在未来几年，“实验1”将 加强船载科考设备和系统的建设，逐步完善综合考察 船的功能，最大限度发挥其优越的船型和安全作业优 势，提高船舶使用率，满足多学科交叉、多项目的综 合用船需求，发挥科考船良好的经济和科研效益。
新型综合科学考察船“实验1”的运行为我国海洋 科学技术领域的发展提供了公共基础平台与技术支撑， 也填补了我国在小水线面双体船应用与开发的空白，极 大地推动了海洋声学、海洋物理等学科的应用和发展， 特别是在国防建设中发挥了重要的作用。