破冰船的船艏压上冰面,千吨重量瞬间释放,咔嚓一声巨响,连片冰层碎裂成翡翠般的碎片,开辟出一条极地航道。
北极冰层平均厚度达2.5米,部分区域多年冰甚至超过5米。在这片银色荒漠上,中国“雪龙2号”破冰船以每小时3.7公里的速度切开1.5米厚的冰层,船尾螺旋桨搅动起翡翠色的碎冰浪花。
这艘全球首艘双向破冰科考船,正用东方智慧改写极地规则。而俄罗斯的核动力巨兽“50年胜利号”更能以18节航速破碎2.8米厚的冰层。
破冰船的钢铁之躯,专为碾压冰层而生
破冰船长得就与众不同——它们通常船体短而宽,像个水上大胖子。这种设计可不是为了好看,船宽体胖上身小,便于在冰层中开出较宽的航道。
破冰船的船壳钢板比一般船舶厚得多,船头处至少用了5厘米厚的钢板,而其内部更是有很多个密集型钢构件支撑。吃水线部位全部用抗撞击的合金加固,确保能够在极端环境下作业。
破冰船的动力系统十分惊人。俄罗斯“50年胜利号”是世界上最大的核动力破冰船,该船船长159米,宽30米,有船员138名,满载排水量2.5万吨,最大航速21节。
破冰技术:不只是靠蛮力硬撞
破冰船对付冰层有多种招数。对厚度不超过1.5米的冰层,通常采用“连续式”破冰法。主要靠螺旋桨的力量和船头把冰层劈开撞碎,每小时能在冰海航行约9千米。
遇到更厚的冰层,破冰船就会施展重力破冰法。先把船首压载舱排空,船尾压水舱注满海水,船首会翘起,开大马力冲上冰面。
然后排空船尾压水舱灌满船首压水舱,依靠自身重量压碎冰面,这个重量一般能达到1000吨左右。
遇到特别坚固的冰层,破冰船会使出“倒车撞击法”。这时候破冰船向后退,再全速前进,对冰层进行猛烈撞击,不断重复,直到把冰撞碎。
创新科技让破冰效率大幅提升
现代破冰船应用了许多高科技手段。芬兰的“北极”号采用气泡减阻技术。它的原理是:破冰船工作时,船身两侧会释放出大量的微小的气泡,它就像一个润滑层,能大大减少冰和船身的摩擦力。
我国的“雪龙2号”则采用了全球首创的船艏、船艉双向破冰技术。该船船体前方装有两个侧推器,后方装有两个360度回转吊舱,通过吊舱和侧推的共同作用,可以实现船体在冰区360度自由转动的能力。
这种设计不仅可使破冰船机动性更强,防止被困冰区,还能借助反复转动推进器方向,借助强大水流冲走移动的海冰。
日本破冰船白濑号使用船艏喷水装置来冲洗积雪,以减少积雪对破冰作业的影响。因为研究表明,在破冰过程中,20厘米厚的积雪的阻止作用相当于破除7厘米厚的冰。
核动力破冰船:极地巨无霸
俄罗斯在核动力破冰船领域独占鳌头。1957年下水的前苏联的“列宁”号,是世界第一艘核动力破冰船。其动力心脏是核反应堆,高压蒸汽推动汽轮机,带动螺旋桨推动船只。
“列宁号”主要执行北冰洋地区的考察和救援活动,除了在1967年靠港进行过维修,几乎不间断地航行了30年。
俄罗斯最新型的领袖级破冰船更是强大,据称建成后其极限破冰厚度可达4.3米,最长续航时间可达8个月。
核动力破冰船的优势非常明显:它们能够提供几乎无限的续航力,在港口相对较少、燃料补给较为困难的极地地区特别有用。
破冰船的军事价值:不只是破冰那么简单
现代破冰船已经不再是简单的工程船舶,它们具有重要的战略价值。俄罗斯最新设计建造的破冰船大多配备了武器系统。
比如23550型伊万·帕帕宁号破冰船不仅搭载有舰炮、反舰导弹,还可安装专为北极作战研制的“道尔”-M2DT防空导弹,预留有集装箱式巡航导弹安装阵位,甚至还计划加装功率为30至200kW的高能激光器。
美国则计划在新建6艘破冰船时为其安装机枪、舰炮和导弹等武器装备。加拿大的哈利·德沃尔夫级极地巡逻舰首舰,安装有25毫米的小口径舰炮。
挪威的斯瓦尔巴群岛级武装破冰船除安装25毫米的小口径舰炮外,还安装有2挺12.7毫米口径机枪。这标志着未来的破冰船已不仅是用于破冰护航的专用船只,而且还是角逐极地新战场的重要装备。
中国破冰船:从无到有的跨越发展
中国破冰船发展史堪称一部科技自强史。1969年,我国渤海海域出现了大面积的冰封情况,严重到渤海几乎全部被冰面覆盖,导致附近海域的数百艘船只被困。
在周恩来总理的指示下,我国开启了破冰船的建造史,由当时的海军进行建造,仅仅用了100天时间,1969年12月,海冰722完成建造并且下水测试成功。它也是中国海军第一代破冰船。
1993年,随着我国对两极科考研究的深入探索,“雪龙”号加入其中。这是一艘集破冰和考察为一体的船只,对于1.2米的冰面也可以连续冲破开来。
2018年9月,“雪龙2号”完成建造下水试航,在雪龙号的基础上进行了更为健全的升级与调整,并且是中国自主建造的考察破冰船。
这标志着中国科技技术的提升和在对极地科考研究上的新突破。2023年,中国第三艘具备极地破冰、考察的破冰船——“中山大学极地”号问世。
破冰船的发展远未停止。俄罗斯已开始了第四代核动力破冰船的研发,美国也曾在前几年论证了建造核动力破冰船的可能性。
随着新技术的逐渐成熟和特种材料技术的不断发展,破冰船将继续朝着大型化、模块化的方向迈进。
其续航力、自持力以及多元化执行任务能力将进一步得到突破和提升,成为各国极地战略的有力砝码。在北极航道货运量突破5000万吨的今天,这些冰海巨兽的价值愈发凸显。
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