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쉐룽 2호, 2019년 말 남극으로 첫 출항할 예정

발행일 : 2019 / 07 / 12

2019년 7월 11일, 중국 최초로 자체 제조한 극지과학고찰선 “쉐룽(雪龍) 2호”가 자연자원부 중국극지연구센터에 납품됐다. 2019년, “쉐룽 2호”는 “쉐룽호”와 극지 과학고찰 쇄빙선 함대를 형성하여 남북극에서의 과학고찰 및 물자보급을 수행함으로써 중국의 극지 해빙(Sea ice) 지역과학고찰 활동 능력을 향상시킬 전망이다.

“쉐룽호”에 비하여 “쉐룽 2호”의 가장 큰 특징은 구조 강도가 PC3 요구를 만족하고 양방향 쇄빙이 가능하며 2~3해리/시 항속으로 1.5m의 얼음 두께 + 0.2m의 적설 환경에서 연속적으로 쇄빙할 수 있다. “쉐룽 2호”는 세계 주류의 중형(Medium) 쇄빙선일 뿐만 아니라 세계 첫 선수(Bow)/선미(Stern) 양방향 쇄빙 기술을 적용한 극지 과학고찰 쇄빙선이다.

쇄빙 능력의 제한으로 세계 대부분 고찰선에 기반한 극지 과학고찰은 주로 여름철에 수행한다. 여름철이라 할지라도 남극 대륙주변부 수십 Km의 얼음 지역 또는 북극점 부근의 북빙양 중심 지역의 과학고찰을 수행하기 어렵다.

2008년, 중국은 새 극지고찰선 제조계획을 확정했다. 2009년 6월, 중국 국무원은 해당 계획을 허가함과 아울러 “국내외 협력 설계, 중국 제조” 원칙으로 중국 및 국외 쇄빙 과학고찰 분야의 능력이 가장 강한 설계회사를 선택하여 협력할 것을 요구했다.

당시 중국은 진정한 의미에서의 쇄빙선 제조경험이 없으며 쇄빙선의 사용 환경, 연한 요구 또한 특별히 높다. 따라서 “쉐룽 2호”의 기본설계를 주로 핀란드 Aker Arctic Technology 회사와 협력하여 수행했다. 하지만 기본설계의 오픈워터(Open water) 성능 개선 및 과학고찰 설계 부분, 상세설계, 시공설계, 건조공법 등은 중국 자체로 수행했다.

무게가 13,000t에 달하는 “쉐룽 2호”를 선체블록제조법(Block method of hull construction)으로 제조했다. 제조과정에서 선체를 131개 블록으로 나누었고 131개 블록으로 11개 블록을 조립했으며 11개 블록을 선미에서 선수, 하부에서 상부 순서로 조립했다. 또한 디지털 모델 선박을 구축하여 생산 설계 과정에서 기본설계 및 상세설계 방안을 단계적으로 세밀화 이행함과 아울러 실시간으로 제조상황을 모니터링함으로써 제조과정의 오차 발생을 방지했다.

“쉐룽 2호” 제조과정에서 또한 기존의 공무용 과학고찰선 공법 기술 체계를 기반으로 선체 자체의 고유적 특성에 근거하여 극지 쇄빙, 해양 과학고찰 및 전반적 요구 3개 방면으로 핵심 기술 연구를 수행하여 17개 항목의 핵심 기술 연구 및 응용을 달성했으며 7,891건의 설계도면, 287건의 기술협의서, 70여 건의 특별프로젝트 공법 자료를 작성했다.

“쉐룽 2호”의 전체 관로 시스템은 22,000여 가닥에 달하고 케이블 가설 길이는 480여 Km에 달하며 의장품은 84,000여 개, 설비 총건수는 421대에 달하기에 무게 중심 제어가 아주 어렵다. 이를 위해 전문팀을 구성하여 제어 방안, 이행 절차 및 오차 처리 프로그램을 편성했으며 약 20건의 제어 서류를 작성했다. 또한 각 단계 데이터 추적 자료를 형성했으며 2,400개 강판 두께 측정, 131개 블록 및 200대 주설비의 무게를 측정함으로써 “쉐룽 2호” 무게 중심 지표를 효과적으로 제어했다.

수 미터 두께 얼음층을 파쇄하기 위해 “쉐룽 2호”에 특수 강재를 사용했는데 외각의 최대 두께는 100mm에 달하여 일반 선박 판재에 비하여 30%~50% 두껍다. 외각 두께가 두꺼운 판재를 곡면으로 평활하게 벤딩(Bending)하는 기술 요구가 아주 높다. 따라서 기존에 몇 일 동안의 시간을 들여 판재를 가공하여 벤딩판을 형성했지만 “쉐룽 2호” 제조과정에서 중국 최초로 삼차원 수치제어 판재 벤딩 기술을 사용하여 3시간 내에 벤딩 설계 성형을 달성했다. 또한 용접 품질 및 설치 정밀도를 대폭 향상시켰다. 예를 들면 10m 길이 전체 수심 다중빔 받침대 용접 과정에서 편평도를 2mm범위로 제어했다.

“쉐룽 2호” 선체 및 설비에 모두 7,000여 개의 지능형 센싱점을 설치함으로써 지능형 기계실에서 센서 등 설비를 통해 선체 수명을 모니터링함과 아울러 선체 강판과 얼음판의 마찰 데이터를 수집할 수 있다. 이는 향후 새 선박을 설계 제조하는데 참조를 제공했다.