3年后，我們將開“中國造”破冰船

3年后，我們將開“中國造”破冰船

2016年12月21日 08:28:10 來源:新華每日電訊 作者:張建松 劉詩平

　　前往遙遠神秘、常年冰封的地球南北兩極，破冰船是運送考察隊員、開展冰區(qū)海洋調(diào)查、運輸科考設(shè)備和物資的重要平臺。經(jīng)過長達７年精心籌謀準備，我國第一艘自主建造的極地科學考察破冰船２０日在上海正式開工，預(yù)計２０１９年投入使用，這標志著我國極地科學考察將再添新“利器”。

　　世界各國競相建造破冰船

　　在人類的船舶建造歷史上，破冰船出現(xiàn)的時間并不長。直至１６世紀，在俄國沿海地區(qū)才出現(xiàn)了一種具有雪橇型船首、能夠穿破薄冰航行的“破冰船”。１９世紀中葉，德國工程師設(shè)計出能“爬”上冰面、利用自身重量將厚冰壓破的“破冰船”。

　　隨著全球氣候變暖，北極海冰迅速融化，北極航道開通，冰區(qū)海洋生物資源商業(yè)捕撈可能性增加，世界各國正競相設(shè)計和建造新一代破冰船，更新和改造老船（隊），不斷提高破冰能力。

　　在環(huán)北極國家中，俄羅斯、加拿大、美國、芬蘭、瑞典、挪威都擁有一支強大的破冰船隊。其中，俄羅斯最多，擁有２０艘破冰船。俄羅斯是世界上唯一擁有核動力破冰船的國家，共有７艘核動力破冰船；加拿大有６艘破冰船；美國有４艘破冰船。此外，德國、荷蘭、阿根廷、澳大利亞、日本等國也各擁有１－２艘破冰船。

　　與一般的船舶相比，破冰船要求有高強度的船體，要能承受冰壓力的沖擊載荷；要求有強勁的動力設(shè)備、推進機械等，確保在破冰時“有力氣”；此外還要求能防寒抗凍，在極端低溫條件下確保航行安全。

　　根據(jù)國際船級社協(xié)會（ＩＡＣＳ）２００６年頒布的《極地級船舶要求》，極地破冰船被分為７個破冰等級，從ＰＣ１至ＰＣ７。其中，ＰＣ１級破冰能力最強，ＰＣ７級破冰能力最弱。根據(jù)這一標準，我國第一艘自主建造的破冰船屬于ＰＣ３級。

　　新船建造工程由國家海洋局所屬中國極地研究中心組織開展，江南造船（集團）有限責任公司承擔建造。

　　我國新建的破冰船采用國際先進的雙向破冰技術(shù)，船首和船尾均可破冰航行，能以２－３節(jié)航速，連續(xù)破１．５米厚的冰加０．２米雪；具備全回轉(zhuǎn)電力推進功能和沖撞破冰能力，可實現(xiàn)極區(qū)原地３６０度自由轉(zhuǎn)動，將確保在２０米高的冰脊中不被“卡住”，滿足全球無限航區(qū)航行需求。

　　五花八門的“破冰招數(shù)”

　　據(jù)專家介紹，破冰船在南、北兩極航行時，主要會遇到三種海況：開闊水域、浮冰區(qū)、陸緣冰區(qū)。根據(jù)不同的海況，不同的破冰船會使出不同的“破冰招數(shù)”。

　　頂推法：主要是依靠破冰船前進時所具有的沖力，以及螺旋槳的推進力、自身堅硬的外殼和上翹的船首，將冰層劈開撞碎，適用于破較薄的冰層。例如美國的“北極星”號，能以３節(jié)航速連續(xù)沖破１．８米厚的冰層。

　　首壓法：即利用船體重力和壓載水的調(diào)節(jié)，使破冰船沖上冰層將冰壓碎，并使船身左右晃動，加大破冰效果，以便開出更加寬闊的航道。這種破冰方法多適用于破碎１米左右的冰層。

　　舷壓法：依靠破冰船特有的頭部造型和螺旋槳工作時所產(chǎn)生的巨大推動力，從而“爬”上冰面，此時船頭利用自身的重量，將冰層壓碎，開辟出航道。通常在冰層厚度為１—１．５米之間時使用這種破冰方法。

　　沖撞法：也稱“徒步破冰法”，多用于冰層較厚的情況下，利用破冰船的船頭部位吃水淺特征，加大馬力沖到冰面上，船體依靠自身的重量進行一次破冰，然后破冰船倒退一段距離，再次開足馬力沖上前面的冰層進行二次破冰。此時，要頻繁地使用倒車才能開辟出新的航道。我國“雪龍”號也經(jīng)常使出這一“破冰招數(shù)”。

　　氣力法：是指破冰船在航行過程中，安裝在前部及兩舷的高壓空氣壓縮機開始工作，通過噴管噴出的高壓空氣流，擊碎冰層，開辟航道。

　　隨著航海技術(shù)發(fā)展、全回轉(zhuǎn)推進器的出現(xiàn)，破冰船不僅能船首破冰航行，船尾也能破冰航行，這就是我國自主建造的第一艘破冰船所采用的“雙向破冰”技術(shù)。這一技術(shù)有效解決了敞水航行的經(jīng)濟性與自主破冰航行的能動性。當冰層不厚時，破冰船可以首向正常航行；當遇到堅硬的冰脊和冰壩時，破冰船將可以尾向前行，利用船尾特制的螺旋槳不停地旋轉(zhuǎn)，像“粉碎機”一樣將冰脊下方的冰塊“掏空”，實現(xiàn)破冰前行。

　　“雪龍”號將不再“單兵作戰(zhàn)”

　　極地科學考察，是人類探索自然奧秘、探求新的發(fā)展空間重要領(lǐng)域，是一項功在當代、利在千秋的偉大事業(yè)。經(jīng)過三十多年發(fā)展，我國已形成“一船五站二基地”陸海空立體保障的極地考察支撐體系。其中，“雪龍”號的單船運行是我國極地考察保障體系中的最薄弱環(huán)節(jié)。

　　目前，正在南極執(zhí)行中國第３３次南極科學考察任務(wù)的“雪龍”號，是我國唯一的一艘極地科學考察船。１９９３年由烏克蘭赫爾松船廠建造，原為北極地區(qū)多用途運輸船，只能破１．２米的冰（含２０厘米的雪層）。而一般來說，南極洲的接岸海冰春季厚度達１．５米以上，威德爾海、羅斯海的冰情更重，北冰洋中央?yún)^(qū)域夏季海冰厚度達到２米以上。由于“雪龍”號破冰能力的先天不足，極大限制了我國極地考察能力。

　　自１９９４年首航南極以來，“雪龍”號就承擔了我國南、北極考察的后勤物資運輸、人員輸運和海洋科學考察任務(wù)，在惡劣的極地自然環(huán)境中和有限的工作時段內(nèi)，一艘船要同時兼顧南、北極多項任務(wù)，導(dǎo)致海洋科考時間大量壓縮和擠占。據(jù)統(tǒng)計，我國開展南極科學考察以來，在南大洋進行海洋調(diào)查的總共時間，還不及美國１條考察船１年的調(diào)查時間。

　　新破冰船的開工建造，將使“雪龍”號不再“單兵作戰(zhàn)”。新船將裝備國際先進的海洋調(diào)查和觀測設(shè)備，實現(xiàn)科考系統(tǒng)的高度集成和自恰，致力于打造我國開展極地海洋環(huán)境與資源研究的重要基礎(chǔ)平臺，科研人員可在船上開展極地海洋、海冰、大氣等環(huán)境基礎(chǔ)綜合調(diào)查觀測，進行有關(guān)氣候變化的海洋環(huán)境綜合觀測取樣，在極地冰區(qū)海洋開展油氣資源、生物資源調(diào)查，新船基本具備“摸邊探底、潛力評估”的調(diào)查能力。

　　中國極地研究中心主任楊惠根表示，新船建造完成后，將與“雪龍”號一起組成破冰船隊，以更多樣的組合方式開展極地海洋調(diào)查考察保障，這將極大地提升我國極地海洋考察能力和極地考察運輸保障能力，推動我國極地科學研究。