7月18日，中远海运特种运输股份有限公司（以下简称“中远海特运公司”）的新船“天佑轮”正式从江苏大丰港启航北极航道，这既是她的处女航，也开启了我国商船2018年度航行北极的西行之旅。受中远海特运公司邀请，在欧盟地平线2020计划项目、科技部重点研发计划等项目的资助下，我校船舶学院薛彦卓和倪宝玉两位教授作为随船专家，乘天佑轮航行北极，进行安装仪器设备、掌握用户需求、采集航行数据、观测破冰过程、校核计算方法等工作。

与北结缘

早在2015年底，我校就将以极地装备和技术为主的极地大科学与工程研究列为学校优先发展的十大方向之一，并于2016年1月正式成立极地大科学与工程研究中心。自此，薛彦卓、倪宝玉等一批年轻学者，与“北”结下了不解之缘。

2017年4月，由我校作为中方牵头单位的项目“极端条件下安全海事操作：北极航行”正式获得欧盟地平线2020计划资助，成为该年度欧盟航运领域唯一获批项目；2018年6月，我校牵头国家重点研发计划“极端环境下北极航行船舶运动和结构安全性分析与评估”项目全面启动。这两个项目都以北极航行安全为主，将集中国内外优势力量研发北极航行船舶运动和结构安全性分析软件系统，支撑中欧共建“冰上丝绸之路”。

为了更好实现项目的预期目标，我校与项目参研单位也是项目直接用户方中国远洋海运集团有限公司紧密合作，并为其下属子公司，我国首艘极地航行商船“永盛轮”的东家——中远海特运公司，提供了关于冰级船设计、主机功率校核等方面的基础研究。良好的前期合作，为两位教授成为2018年度首个北极西行航次——天佑轮的随船专家奠定了良好基础，也开启了我校首次直接随船参与北极航行的先河。

身肩数任

此次航行，有“四新”特点：新船（天佑轮）、新航道（北极航道）、新设备（为北极航行特意安装了许多新设备和测试设备）、新人（船上90%的船员都没走过北极航道）。对于薛彦卓和倪宝玉教授这样完全没有远洋航行经验的人来说，要尽快熟悉船上设备并获取实船数据，在航行之初，确实是个不小的挑战。

两位教授要完成多项重要任务。一是安装海冰观测系统和导航测试系统等试验设备，分别用于采集海冰冰情、观测破冰过程和记录罗经数据等，以便于后期分析破冰细节过程和校核光纤罗经的算法等；二是调研船上设备，尤其是为北极航行特殊安装的设备和因航行冰区需特殊操作的设备；三是掌握用户方的直接需求。欧盟和科技部的项目中，中国极地商船是直接用户方之一，两位教授正在开发的安全性分析软件系统也将用于极地航行船舶，所以需要了解驾驶台和机舱船员的真实需求，以便更好地设计软件；四是至少每4小时记录和整理一次北极通航环境数据和特殊事件，例如当地的冰情、气压、气温、水温、风向、风速、能见度等；五是了解相关的政策规定，例如通航东北航道有哪些需要遵守的规定，俄罗斯破冰船如何引航，等等。

冰区航行的第一要务就是认真瞭望，所以当经过东西伯利亚海和维利基茨基海峡西侧这两个有破冰船引航的冰区航段时，天佑轮驾驶台上特意增加了“加强瞭望班”，用望远镜观察船头和舷侧海冰情况。因为值加强瞭望班要一天2次，每次4小时，工作强度大且影响休息，所以两位教授和另外两位交通部海事局的随船专家主动向船长要求加入瞭望班，以尽量保证其他船员的睡眠和休息。船长考虑后同意了四位专家的申请，由于两位教授年纪较小，分别值0:00-4:00和4:00-8:00点的夜班。

倪宝玉教授在回忆他第一次值班的情景时说道：“我和薛彦卓教授都没有瞭望经验，所以值班的时候比较紧张，担心因为自己的不专业影响了船舶的航行。不过当我把瞭望到的冰情向操舵水手汇报后，水手成功地规避了大块浮冰、避免了船冰撞击时，我十分开心，逐渐自信起来，也对冰区操纵的技术难点有了更深的认识。”

意外收获

我国破冰船“雪龙号”营救俄罗斯破冰船“绍卡里夫斯基院士号”时反被冰困长达4日的事件，让公众第一次关注并意识到冰困事件的严重性。从航行安全角度而言，除了冰船撞击造成船舶结构直接损伤之外，冰困事件应该是威胁极地航行船舶安全性的最危险事故了。无冰级或者冰级较低的船舶，一旦发生冰困，如果没有破冰船及时营救，后果不堪设想。两位教授在登船之前了解到中远海特运公司的船舶在极地航行中发生冰困事故的概率很低，却没想到这次航行居然遇上了两次冰困事件，说这对于他们采集第一手科研资料实属“意外收获”。

第一次冰困事件发生在8月5日19点15分左右。“当时的冰厚很厚，部分浮冰厚度可达3米以上，且存在较为连续的大块浮冰。先是破冰船航速降为0节，随后天佑速度将为负值，然后恢复到0节，发生冰困；破冰船突围后，返回营救天佑，推开右侧三角形浮冰后，天佑才得以脱困。”回忆起冰困发生的20分钟，薛彦卓教授仍然感到“心有余悸”。“当时的情形很危险，船长全船广播发生冰困，要求各部门进入警备状态。我和倪教授连棉衣都来不及穿就直奔船头，用照相机和DV记录了破冰船营救的整个过程。这可是非常宝贵的第一手资料啊！”

第二次冰困事件发生在8月6日19点30分左右。当时海冰密集度几乎达到十成，这次是破冰船自身发生冰困，用VHF通知天佑轮紧急避让，以免发生碰撞，于是天佑轮满舵向左前方冰情较弱的区域避让，在破冰船自身脱困后，整个编队才继续航行。

两次冰困事件，让两位教授更深入地了解了冰区航行的难点以及船舶冰区操纵性急需突破的瓶颈，冰困事件发生后被困船自身的脱困方法或等待营救的必要措施，以及施救船的营救策略和破冰方案等。“这也正是我们开发安全性软件系统希望解决的问题之一，所以说这两次冰困事件对我们来说，实在是可遇不可求的宝贵经历。”

“找不到北”

北极航行中，航向误差是一大重点和难点。北极航道接近地磁极，受到地磁水平分力较小、磁差大小和变化等多种因素干扰，因此在低纬度地区常用的磁罗经会出现很大误差，可靠性非常低，不能在极区航行中采用。一般而言，陀螺罗经不受电磁干扰，指向精度较高，可较准确地提供航向指向，但也需要考虑纬度误差、速度误差和冲击误差等。

8月10日17点左右，船长全船广播说即将抵达本次航行的北纬最高点：北纬78度09分，将在驾驶台上的甲板升国旗、合影留念。

“天佑轮船上目前安装了一个磁罗经和两个陀螺罗经。当我们赶到驾驶台时，磁罗经已经和陀螺罗经相差100多度，磁罗经完全失效，已经‘找不到北’了。两个陀螺罗经也相差了近10度，产生了较大的纬度误差。所以研发更高精度的罗经对于北极航行是十分重要的”“不仅导航有很大问题，极地通信也有很大问题。当纬度高于70度时，船上的个人通信就都中断了，连船长给公司发报的信号也经常断，短短的邮件需要发10几分钟”……本次航行中，两位教授随船安装了我校自主开发的光纤罗经以及数据采集系统，主要用于采集数据和校准算法，为后续高纬度光纤罗经的国产化打下基础。他们珍惜此次航行中的每一个细节，并从学校极地大科学与工程研究中心角度出发不断思考和探究着有潜力的研究方向。

此后，全船一起在北纬最高点合影留念，完成了庄严的升国旗仪式。“在纬度最高点完成升国旗，让我们的民族自豪感油然而生，也深感在极地船舶设计制造方面应有的责任感和使命感”，两位教授感慨到。

整整46天的航行，两位教授的收获远不止文字所能描述。他们不仅从船体结构、冰区航行、极地动力、智能控制、极地导航等多方面获得了丰富的第一手实际数据，也更加熟悉了北极航行面临的实际问题，明确了直接用户方对于北极航行的具体需求，更将我校研发的部分设备直接安装在了极地航行的船舶上，并将基于此开发新的航行设备和软件系统……。他们取得的一切数据和宝贵经验，都将直接服务于我校极地大科学与工程研究中心的发展，促进学校更好地服务国家“一带一路”倡议。