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3年后，我們將開(kāi)“中國(guó)造”破冰船

3年后，我們將開(kāi)“中國(guó)造”破冰船

2016年12月21日 08:28:10 來(lái)源:新華每日電訊 作者:張建松 劉詩(shī)平

　　前往遙遠(yuǎn)神秘、常年冰封的地球南北兩極，破冰船是運(yùn)送考察隊(duì)員、開(kāi)展冰區(qū)海洋調(diào)查、運(yùn)輸科考設(shè)備和物資的重要平臺(tái)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)７年精心籌謀準(zhǔn)備，我國(guó)第一艘自主建造的極地科學(xué)考察破冰船２０日在上海正式開(kāi)工，預(yù)計(jì)２０１９年投入使用，這標(biāo)志著我國(guó)極地科學(xué)考察將再添新“利器”。

　　世界各國(guó)競(jìng)相建造破冰船

　　在人類(lèi)的船舶建造歷史上，破冰船出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng)。直至１６世紀(jì)，在俄國(guó)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(jì)中葉，德國(guó)工程師設(shè)計(jì)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(kāi)通，冰區(qū)海洋生物資源商業(yè)捕撈可能性增加，世界各國(guó)正競(jìng)相設(shè)計(jì)和建造新一代破冰船，更新和改造老船（隊(duì)），不斷提高破冰能力。

　　在環(huán)北極國(guó)家中，俄羅斯、加拿大、美國(guó)、芬蘭、瑞典、挪威都擁有一支強(qiáng)大的破冰船隊(duì)。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(dòng)力破冰船的國(guó)家，共有７艘核動(dòng)力破冰船；加拿大有６艘破冰船；美國(guó)有４艘破冰船。此外，德國(guó)、荷蘭、阿根廷、澳大利亞、日本等國(guó)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(qiáng)度的船體，要能承受冰壓力的沖擊載荷；要求有強(qiáng)勁的動(dòng)力設(shè)備、推進(jìn)機(jī)械等，確保在破冰時(shí)“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(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)（ＩＡＣＳ）２００６年頒布的《極地級(jí)船舶要求》，極地破冰船被分為７個(gè)破冰等級(jí)，從ＰＣ１至ＰＣ７。其中，ＰＣ１級(jí)破冰能力最強(qiáng)，ＰＣ７級(jí)破冰能力最弱。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)第一艘自主建造的破冰船屬于ＰＣ３級(jí)。

　　新船建造工程由國(guó)家海洋局所屬中國(guó)極地研究中心組織開(kāi)展，江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司承擔(dān)建造。

　　我國(guó)新建的破冰船采用國(guó)際先進(jìn)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(jìn)功能和沖撞破冰能力，可實(shí)現(xiàn)極區(qū)原地３６０度自由轉(zhuǎn)動(dòng)，將確保在２０米高的冰脊中不被“卡住”，滿足全球無(wú)限航區(qū)航行需求。

　　五花八門(mén)的“破冰招數(shù)”

　　據(jù)專(zhuān)家介紹，破冰船在南、北兩極航行時(shí)，主要會(huì)遇到三種海況：開(kāi)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(huì)使出不同的“破冰招數(shù)”。

　　頂推法：主要是依靠破冰船前進(jìn)時(shí)所具有的沖力，以及螺旋槳的推進(jìn)力、自身堅(jiān)硬的外殼和上翹的船首，將冰層劈開(kāi)撞碎，適用于破較薄的冰層。例如美國(guó)的“北極星”號(hào)，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(dòng)，加大破冰效果，以便開(kāi)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(shí)所產(chǎn)生的巨大推動(dòng)力，從而“爬”上冰面，此時(shí)船頭利用自身的重量，將冰層壓碎，開(kāi)辟出航道。通常在冰層厚度為１—１．５米之間時(shí)使用這種破冰方法。

　　沖撞法：也稱(chēng)“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(jìn)行一次破冰，然后破冰船倒退一段距離，再次開(kāi)足馬力沖上前面的冰層進(jìn)行二次破冰。此時(shí)，要頻繁地使用倒車(chē)才能開(kāi)辟出新的航道。我國(guó)“雪龍”號(hào)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(guò)程中，安裝在前部及兩舷的高壓空氣壓縮機(jī)開(kāi)始工作，通過(guò)噴管?chē)姵龅母邏嚎諝饬?，擊碎冰層，開(kāi)辟航道。

　　隨著航海技術(shù)發(fā)展、全回轉(zhuǎn)推進(jìn)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(guó)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(jì)性與自主破冰航行的能動(dòng)性。當(dāng)冰層不厚時(shí)，破冰船可以首向正常航行；當(dāng)遇到堅(jiān)硬的冰脊和冰壩時(shí)，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(jī)”一樣將冰脊下方的冰塊“掏空”，實(shí)現(xiàn)破冰前行。

　　“雪龍”號(hào)將不再“單兵作戰(zhàn)”

　　極地科學(xué)考察，是人類(lèi)探索自然奧秘、探求新的發(fā)展空間重要領(lǐng)域，是一項(xiàng)功在當(dāng)代、利在千秋的偉大事業(yè)。經(jīng)過(guò)三十多年發(fā)展，我國(guó)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(hào)的單船運(yùn)行是我國(guó)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(guó)第３３次南極科學(xué)考察任務(wù)的“雪龍”號(hào)，是我國(guó)唯一的一艘極地科學(xué)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(yùn)輸船，只能破１．２米的冰（含２０厘米的雪層）。而一般來(lái)說(shuō)，南極洲的接岸海冰春季厚度達(dá)１．５米以上，威德?tīng)柡?、羅斯海的冰情更重，北冰洋中央?yún)^(qū)域夏季海冰厚度達(dá)到２米以上。由于“雪龍”號(hào)破冰能力的先天不足，極大限制了我國(guó)極地考察能力。

　　自１９９４年首航南極以來(lái)，“雪龍”號(hào)就承擔(dān)了我國(guó)南、北極考察的后勤物資運(yùn)輸、人員輸運(yùn)和海洋科學(xué)考察任務(wù)，在惡劣的極地自然環(huán)境中和有限的工作時(shí)段內(nèi)，一艘船要同時(shí)兼顧南、北極多項(xiàng)任務(wù)，導(dǎo)致海洋科考時(shí)間大量壓縮和擠占。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)開(kāi)展南極科學(xué)考察以來(lái)，在南大洋進(jìn)行海洋調(diào)查的總共時(shí)間，還不及美國(guó)１條考察船１年的調(diào)查時(shí)間。

　　新破冰船的開(kāi)工建造，將使“雪龍”號(hào)不再“單兵作戰(zhàn)”。新船將裝備國(guó)際先進(jìn)的海洋調(diào)查和觀測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)科考系統(tǒng)的高度集成和自恰，致力于打造我國(guó)開(kāi)展極地海洋環(huán)境與資源研究的重要基礎(chǔ)平臺(tái)，科研人員可在船上開(kāi)展極地海洋、海冰、大氣等環(huán)境基礎(chǔ)綜合調(diào)查觀測(cè)，進(jìn)行有關(guān)氣候變化的海洋環(huán)境綜合觀測(cè)取樣，在極地冰區(qū)海洋開(kāi)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(píng)估”的調(diào)查能力。

　　中國(guó)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(hào)一起組成破冰船隊(duì)，以更多樣的組合方式開(kāi)展極地海洋調(diào)查考察保障，這將極大地提升我國(guó)極地海洋考察能力和極地考察運(yùn)輸保障能力，推動(dòng)我國(guó)極地科學(xué)研究。