破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

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摘要

一般而言,专业破冰船要达到至少三个条件:能够在南极或北极的重海冰区域航行;抗冰性足以承受陆缘冰,装机功率至少达到1万马力。

2013年圣诞前夜,俄罗斯科考船“绍卡利斯基院士”号被困南极,中、法、澳三国破冰船先后赶往现场,展开跨年国际大救援,但因浮冰太厚,营救屡次受阻。2014年1月3日,中国“雪龙”号在成功营救俄船乘客后被厚冰困住。5日,美国“北极星”号破冰船从澳大利亚出发赶赴南极,加入这场“过山车式”救援行动中,预计将于7天内抵达。破冰船是怎么破冰的?“雪龙”号是一艘怎样的船?

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

破冰船有什么特别之处?

破冰船是一种专门用于在冰面上开辟航道的特种船舶。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

一般而言,专业破冰船要达到至少三个条件:能够在南极或北极的重海冰区域航行;抗冰性足以承受陆缘冰,装机功率至少达到1万马力。破冰船船头外壳用高强度的厚钢板制成,内部由密集的型钢构件支撑,船身吃水线部位用抗撞击的合金钢加固。此外,破冰船的长宽比例同一般海船大不一样,船宽体胖上身小,便于在冰层中开出较宽的航道;船身短(一般船的长与宽之比,大约是七比一到九比一,破冰船是四比一),因而进退和变换方向灵活,操纵性好;吃水深,可以破碎较厚的冰层;马力大、航速高,这样向冰层猛冲时,冲击力大;它的船头造成折线型,使头部底线与水平线成20—35度角,船头可以“爬”到冰面上;它的船头、船尾和船腹两侧,都备有很大的水舱,作为破冰设备。

破冰船如何破冰?

真正的破冰船并不是在行驶的时候是用自己的船首部分的压力不断地切开冰的,这样工作的是切冰船,这种工作方法只能用来对付比较薄的冰。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

当冰层不超过1.5米厚时,破冰船通常采用的方法是:先把船首压水舱排空,船尾压水舱注满海水,船首翘起,船开上冰面,当船首出现在水面上的时候,就恢复了自己的全部重量,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——左右太窄就轮番灌排左右水柜,让船身摇晃,把冰面碰碎。

当冰层更厚时,则要采用“冲撞式”破冰:即破冰船倒退一段距离,然后用自己的全部质量向冰块猛撞上去。这时候起作用的已经不是重量,而是运动着的轮船的动能;船好像变成了一个速度不大但是质量极大的炮弹,变成了一个撞锤。如此反复,就开出了新的航道。

破冰船并非所向披靡的“破障船”,实际破冰能力受到诸多条件限制。南极的天气变化很快,海冰是移动的。风向变化了,可能会把聚拢的海冰吹开,所以风向很重要。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

有资料显示,曾经有船被海冰困住一年之久。救援有两种途径,一是如果救援船只破冰能力较强,可开出一条水路。被困船只若还有动力,可跟着救援船脱困。另外一种途径是,如被困船只倾覆或进水,一般会弃船,利用直升机把船上人员解救出来。

“雪龙”号

“雪龙”号在国际上出名,是因为1999年,在北极科考中突然出现在加拿大海岸村庄图克托亚图克附近的北极圈,加拿大当局无法跟踪该船引起争议,这起事件被视作加拿大无足够准备防卫其北方主权的证据。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

这是中国目前唯一一艘极地破冰船(并非中国唯一的破冰船),自1994年10月首航以来,已完成多次南极航行。“雪龙”号是由一艘乌克兰赫尔松船厂在1993年3月25日完成建造的维他斯·白令级破冰船改造而成的,其姐妹舰是俄罗斯Vasiliy Golovnin号。“雪龙”号长167米,宽22.6米,型深13.5米,满载吃水9米,满载排水量21025吨,续航力19000海里,能以1.5节航速连续破冰1.2米(含0.2米雪)前行。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

“雪龙”号装备较为先进的导航、定位系统;船尾配有直升机甲板和两个机库供直升机的起落与停放,可搭载两架“雪鹰”(卡-32)型直升机;还配有北极级定期自主水下载具。设有海洋物理、化学、生物、气象和洁净实验室200平方米,配备先进大洋调查设备。可搭载80名考察人员赴极地工作。装备声纳、自动采水和高分辨卫星云图系统。近年,中国研发了雪龙在线,通过海事卫星通讯链路(BGAN),将船上的航行动态与科学考察数据与国内数据器交换,并通过互联网发布,使得“雪龙”号的动态可在网上查看。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

“雪龙”号曾长期租用直-9型直升机等作为配舰直升机协助完成科考等任务;在2009年4月12日,一架租用的直9直升机在上海离船后坠海并造成一名机师死亡。2009年10月时,中国国家海洋局购入一架俄制卡32型直升机配给雪龙号作为其专用舰载直升机,被命名为“雪鹰(11)号”;该机于北京时间2011年12月9日凌晨在从“雪龙”号向为中国南极中山站运输物资的返舰途中坠落冰面损毁。“雪龙”号现役舰载直升机为俄制卡-32型“雪鹰12”直升机(即是此次救援行动中转运俄罗斯科考船人员的直升机)。

“雪龙”号的威力有多大?

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

破冰船通常根据破冰能力的强弱分级,破冰等级分1到7档,第1档破冰能力最强,第7档最弱,中国的“雪龙”号破冰能力大约在第6档,根据设计,该船若采用“连续式”破冰,能以1.5节航速连续冲破1.2米厚的冰层(含0.2米雪)。而美国的“北极星”号以3节速度进行“连续式”破冰的能力可达到1.8米,通过“冲撞式”破冰最高可破6米厚浮冰。“雪龙”号作为科学考察船,虽然具备一定的破冰能力,但在船舶的设计、船体的结构和船舶的动力方面并未达到真正专业破冰船的水平,因此也并没有为其他不具破冰条件的船舶开辟冰区航道的功能。

参与南极营救行动

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

2013年12月24日,隶属俄罗斯远东地区水文气象研究院,为一支澳大利亚探险队租用的考察船“绍卡利斯基院士”号于南极被困。依照国际惯例,“雪龙”号受澳大利亚海事安全局(Australian Maritime Safety Authority)征用,与其余两艘破冰船(法国“星盘”号、澳大利亚“南极光”号)前往营救。“雪龙”号当时距离俄船600多海里(1海里=1852米),冒险穿过西风带气旋中心,全速前进,12月26日抵达浮冰区,一度距离俄船只有6.5海里,但困住俄罗斯科考船“绍卡利斯基院士”号的浮冰至少有三四米厚,“雪龙”号周围海冰密集度接近十成,最厚处达三四米,并且形成冰脊,冰情已远超“雪龙”号破冰能力范围。在这种情况下,“雪龙”号不仅无法继续施救,还有可能被困,必须扩展作业面,确保自身可以机动调头。27日,“雪龙”号只好后退。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

2014年1月2日晚间,“雪龙”号利用舰载直升机“雪鹰”成功将俄船科学家和游客转运至澳大利亚“南极光”号,“雪鹰”飞行6架次,整个转运过程耗时数小时;3日,在结束营救任务后,“雪龙”号被所在洋面周围的浮冰包围受困,迄今仍原地待命,等待美国“北极星”号救援,并做好突围准备。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

法国极地研究所所长伊夫·弗雷诺表示,这场救援大戏迫使法国科学家放弃为期两周的海洋科考活动。他说:“不过我们相对还算比较幸运,中方不得不取消全部科考计划,澳大利亚同行非常生气,因为他们整个夏天都完蛋了。”

各国的破冰船

目前的破冰船主要有柴油动力和核动力两种,其中核动力推进系统的破冰船只有俄罗斯拥有,主要用于开辟北极航道。俄罗斯的核动力破冰船基本都在北极活动。在南极,很多港口不接受带有核燃料的船只靠港。在设计和建造破冰船能力上比较强的国家有俄罗斯、芬兰、瑞典、德国、美国、挪威、丹麦、日本、加拿大等。目前全球破冰船队中,功率超过1万马力的破冰船有50艘,其中俄罗斯拥有的破冰船最多。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

俄罗斯:唯一拥有核动力破冰船的国家。北极级(Arktika)核动力破冰船是目前世界上最大的破冰船,也是第一艘到达北极极点的水上舰船。北极级核动力破冰船安装2座反应堆,其中储存燃料可供船行驶4年。船长148米至159米,宽30米,排水量23000吨,编制138至200人,总功率达75000马力。“连续式”破冰作业破冰厚度可达2至3米。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

美国:希利号(Healy)是美国最大的破冰船,1997年下水,1999年服役。船长128米,宽25米,吃水9.8米,最大航速18节,满载排水16700吨。2005年后船上配备了直升机,拥有5个实验室,主要作为高纬度科学研究平台和执行冰区护航任务。

美国Polar级极地破冰船,共建造2艘,1976——1978年服役。正赶往南极参与救援的“北极星”号破冰船即是其中一艘,澳大利亚海事局表示,“北极星”号以3节速度进行“连续式”破冰的能力可达到1.8米,通过“冲撞式”破冰最高可破6米厚浮冰。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

日本:白濑号(AGB-5002)破冰船,1982年服役。满载排水量17600吨,长134米,宽28米,吃水9.2米,动力30000马力,航速19节,续航力2500海里/15节,舰员170人,搭载3架直升机,可运载1000吨货物。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

加拿大:1100型破冰船(左图)是加拿大海上警卫队破冰船,共建6艘,1986—1987年服役,全长83米,宽16.2米,吃水5.8米,满载排水量 4662吨,编制25人,柴电动力功率15000马力,航速16节,续航力6500海里/15节。装备1架贝尔206型直升机。

1300型破冰船,共建造1艘,1969年服役,全场119.6米,宽24.4米,吃水9.8米,满载排水量14500吨。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

法国:星盘号(L'Astrolabe)为破冰调查船,属于南极水域航行的小型破冰船。近日也参与了救援被困南极俄罗斯科考船的行动,但由于性能不佳,破冰失败。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

瑞典:奥登号(Atle)破冰船是第一艘到达北极点的非核动力破冰船。长107.8米,宽25米,排水量13000吨。吃水12米,在1.9米厚的冰层,每小时可以航行5.6千米,续航能力100天。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

德国:极星号(Polarstern)科考破冰船。

中国:雪龙号(Chinare)极地科考船。另外,中国海军还装备有延哈级 (3200吨)破冰船:海冰519、海冰721、海冰722;延冰级(5000吨)破冰船:海冰723 (已经移交给海监,命名为海监111)。

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

破冰船跟其他船舶有何不同?“雪龙”号是不是专业破冰船?

“海冰721号”破冰船采用锰钢建造,船艏甲板厚度24毫米,它的最大撞击力能破开1米厚的冰。这艘破冰船曾经成功救出过被困冰海的挪威、塞浦路斯等国的商船。该船自持力30昼夜,现已服役40年,在担负冰情调查任务的同时,还担负抢险救生任务。

另外,据国家海洋局政策法规和规划司副司长翁立新介绍,中国真正意义上用于极地科考的破冰船有望于2014年下水服役,由此将改变中国极地科考依赖“雪龙”号单兵作战的现状。

注:本文部分内容引自:科技日报、新华社、维基百科、中新网、国际在线等。

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