健豪
1月7日,中國極地破冰船和科考船“雪龍”號成功沖出厚重的密集浮冰區(qū),勝利突圍。與此同時(shí),在這場被許多外媒稱為“救援大戲”的極地營救活動中,各式各樣的破冰船隨之成為焦點(diǎn)。每當(dāng)嚴(yán)寒來臨,港灣和海面常會冰封,使航道阻塞。這時(shí),作為開路先鋒的破冰船就派上用場。目前,很多國家都裝備有破冰船。近年來,極地資源爭奪持續(xù)升溫,各國對破冰船的重視程度也不斷加碼。
1月7日,中國極地破冰船和科考船“雪龍”號成功沖出厚重的密集浮冰區(qū),勝利突圍。此前,“雪龍”號在執(zhí)行科學(xué)考察任務(wù)的過程中,接到俄羅斯“紹卡利斯基院士”號科考船在南極被困的緊急求救信號,日夜兼程、千里馳援,最終讓被困的52名人員脫離險(xiǎn)境,自身卻被阻受困?!把垺碧栐谀蠘O的救援經(jīng)歷及被困后的一舉一動吸引了全球媒體的目光。
與此同時(shí),在這場被許多外媒稱為“救援大戲”的極地營救活動中,各式各樣的破冰船隨之成為焦點(diǎn)。每當(dāng)嚴(yán)寒來臨,港灣和海面常會冰封,使航道阻塞。這時(shí),作為開路先鋒的破冰船就派上用場。目前,很多國家都裝備有破冰船。近年來,極地資源爭奪持續(xù)升溫,各國對破冰船的重視程度也不斷加碼。
俄羅斯:獨(dú)有核動力破冰船
1864年,俄國人將一艘小輪船“派洛特”號改裝成世界第一艘破冰船,為在冰凍期保持喀瑯施塔得至奧蘭寧鮑姆航線的通航。1898年10月下水,英國為俄國建造的“葉爾馬克”號破冰船,則是第一艘在北極航行的破冰船。
在建造破冰船方面,俄羅斯一直非常積極。目前,俄軍現(xiàn)役共有7種型號、19艘破冰船。1957年,蘇聯(lián)制造出“列寧”號破冰船,它是世界上第一艘核動力破冰船。俄羅斯是世界上唯一擁有核動力破冰船隊(duì)的國家,可在極端條件下,在北極海域航行。
俄羅斯核動力破冰船有Arktika級與Taymyr級。Arktika級又稱“北極”級,堪稱真正的“巨獸”:全長159米,寬30米,排水量2.5萬噸,設(shè)計(jì)破冰厚度2.8米,總功率為7.5萬馬力,編制138人?!氨睒O”級總共建造4艘,首艦Arktika號于1975年服役,是世界上第一艘到達(dá)北極極點(diǎn)的艦船。
“北極”級的最新改進(jìn)型“勝利50周年”號于2007年正式交付使用,是世界上最大的核動力破冰船。該船于1993年開始建造,原準(zhǔn)備為紀(jì)念第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束50周年,并在50周年紀(jì)念日前后下水,但由于資金短缺,項(xiàng)目中途被迫叫停,直至90年代末才恢復(fù)對項(xiàng)目的撥款。去年10月,“勝利50周年”號承擔(dān)了一項(xiàng)重要的歷史性任務(wù),運(yùn)送索契冬奧會的圣火前往北極。
值得一提的是,“北極”級核動力破冰船曾多次參加俄羅斯北極科考活動,其中爭議最大的一次是在2007年8月2日,俄羅斯在北極點(diǎn)的北冰洋洋底插上俄羅斯國旗。
目前,俄羅斯正建造世界上威力最強(qiáng)、規(guī)模最大的LK-60級核動力破冰船。據(jù)悉,該船長170米,寬34米,吃水深度10.5米,比“勝利50周年”號還要長出約14米、寬出4米。安裝有兩個(gè)新一代的RTM-200核反應(yīng)堆,每個(gè)反應(yīng)堆的動力為170兆瓦,可破3米厚的冰層。它既可在北冰洋的淺水區(qū),也可在深水區(qū)行駛,能保障載重達(dá)10萬噸的船只通行,能夠延長北方航道的運(yùn)輸期限,甚至可以實(shí)現(xiàn)一年四季都可航行的目標(biāo)。該破冰船預(yù)計(jì)造價(jià)為370億盧布(約合人民幣68億元),將于2017年12月加入俄羅斯艦隊(duì)。
日本:船上采用先進(jìn)環(huán)保技術(shù)
作為島國,日本對海洋環(huán)境、氣候、資源的科學(xué)考察研究十分重視。日本對南極和北極的考察開展得較早,且頻頻往返于本土與兩地之間。至今,日本已建造過多艘破冰船。
2009年5月,日本海上自衛(wèi)隊(duì)的最新式極地科考船——新“白瀨”號被交付防衛(wèi)省,開始正式服役。新“白瀨”號于2007年3月動工建造,2008年4月下水,總共耗資380億日元(約合人民幣22億元)。該船長138米,寬28米,標(biāo)準(zhǔn)排水量約1.25萬噸。船上船員179人,極地考察隊(duì)員80人,最多可載3架直升機(jī)。它擁有先進(jìn)的破冰能力,在冰層厚度達(dá)1.5米的海面上能以3節(jié)的航速破冰前行。
新“白瀨”號的一個(gè)重要特點(diǎn)是采用很多環(huán)保技術(shù)。在破冰方面,其船首可噴出海水對冰層進(jìn)行溶解,從而減少直接破冰的燃油消耗。船上有污水凈化系統(tǒng),以保證不排出污水污染海洋。為防止發(fā)生事故時(shí)燃油泄漏,新“白瀨”號的油艙采用雙層結(jié)構(gòu)。船上還裝有先進(jìn)的垃圾焚燒爐,可在焚燒垃圾時(shí)不排放有毒氣體。
新“白瀨”號是繼“宗谷”號、“富士”號和老“白瀨”號之后的日本第四代極地考察船。
美國:擬新建4艘破冰船
美國的破冰船隸屬海岸警衛(wèi)隊(duì)管轄。目前,海岸警衛(wèi)隊(duì)共有3艘重型破冰船、1艘中型破冰船和9艘小型破冰船。3艘重型破冰船排水量均在萬噸以上。其中,“希利”號1997年11月下水,1999年后服役。船長128米,寬25米,吃水9.8米,最大航速18節(jié)(1節(jié)=1.852公里/小時(shí)),滿載排水量1.67萬噸。它是美國最大的破冰船,主要作為高緯度科學(xué)研究平臺和執(zhí)行冰區(qū)護(hù)航任務(wù)。2007年,美國派出“希利”號前往北極進(jìn)行海底地圖繪制工作,為美國政府在北極的領(lǐng)土主權(quán)訴求尋找依據(jù)。
另外兩艘重型破冰船是“北極星”號和“極地海洋”號,于1976到1978年建成服役,船長121.6米,寬25.6米,滿載排水量1.32萬噸,使用柴電和燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置,總功率7.8萬馬力。2006年,“北極星”號因?yàn)闄C(jī)械升級預(yù)算擱置而被海岸警衛(wèi)隊(duì)封存,列入“特別照顧”狀態(tài)。2010年,該船在西雅圖的維格爾造船廠開始翻修。2013年,重新加入海岸警衛(wèi)隊(duì)艦隊(duì)。最近,“北極星”號全力駛往南極地區(qū),救援之前在那里被困的中國“雪龍”號科考船及俄羅斯“紹卡利斯基院士”號科考船。不過,在中俄船只相繼脫困,不再需要救援幫助后,“北極星”號調(diào)轉(zhuǎn)航向,恢復(fù)執(zhí)行原定南極運(yùn)輸任務(wù)。
2008年7月,時(shí)任美國海岸警衛(wèi)隊(duì)司令薩德·艾倫上將稱,在“極地競賽”中,俄羅斯已經(jīng)搶占先機(jī)?!昂0毒l(wèi)隊(duì)現(xiàn)役3艘極地破冰船中,只有‘希利號能隨時(shí)執(zhí)行任務(wù),而上世紀(jì)70年代生產(chǎn)的‘北極星和‘極地海洋已經(jīng)到了使用壽命,需要花數(shù)百萬美元進(jìn)行改進(jìn),才能正常使用,但海岸警衛(wèi)隊(duì)的相關(guān)費(fèi)用嚴(yán)重不足?!卑瑐惍?dāng)時(shí)警告,美國的極地破冰能力已處在危險(xiǎn)之中。據(jù)媒體報(bào)道,去年11月,美國國會4名參議員提議對2014年《國防撥款法案》進(jìn)行修訂,從而授權(quán)為海岸警衛(wèi)隊(duì)新建4艘破冰船。
加拿大:在建新船可在北極續(xù)航270天
為便于圣勞倫斯灣沿岸與愛德華太子島、紐芬蘭島之間的船舶航行、郵政服務(wù),實(shí)現(xiàn)五大湖火車渡船,加拿大制定擴(kuò)大破冰船規(guī)模的計(jì)劃。1980年,加拿大建造新型支援破冰船“基戈廖克”號,其形似擴(kuò)孔器的勺形船首引人注目。此后,加拿大與美國為西北航道的法律地位產(chǎn)生分歧,促使加政府決定建造數(shù)艘大型破冰船Polar 8級,執(zhí)行海上主權(quán)巡邏。不過,該級破冰船終因預(yù)算裁減而被取消建造。
目前,加拿大裝備的破冰船種類較多,共有4種型號11艘破冰船,全為柴油動力驅(qū)動,隸屬于加拿大海岸警衛(wèi)隊(duì)管轄。其中,1100型和1200型建造數(shù)量最多。1100型共建6艘,1986至1987年服役,全長83米,寬16.2米,吃水5.8米,滿載排水量4662噸,編制25人,柴電動力功率1.5萬馬力,航速16節(jié),裝備1架貝爾206型直升機(jī)。1200型共建4艘,1978至1988年服役,全長98.1米,寬19.1米,吃水7.1米,滿載排水量8180噸。1300型破冰船僅建造1艘,名為“路易斯·圣·勞倫特”號,全長119.6米,寬24.4米,吃水9.8米,滿載排水量1.45萬噸,配有2架直升機(jī),能運(yùn)載4800立方米燃料、200立方米淡水和2艘登陸艇,于1969年開始服役。
2012年,加拿大計(jì)劃開始建造新的破冰船。這艘新船的設(shè)計(jì)合同費(fèi)用高達(dá)950萬美元(約合人民幣5747萬元)。加拿大海岸警衛(wèi)隊(duì)要求該船能在北極海域航行270天,航程可以覆蓋北極大部分地區(qū)。該船設(shè)計(jì)載員100人,能夠破碎2.5米厚的海冰,預(yù)計(jì)將于2020年交付使用。
芬蘭:剛建成世界首艘可側(cè)向破冰急救船
波羅的海一直以來是破冰船活動的舞臺。歐洲國家以芬蘭建造的破冰船最多。除自用外,還大量出口丹麥、愛沙尼亞、拉脫維亞等國。Karhu級破冰船全長99米,寬24.2米,吃水8米,滿載排水量9200噸,編制28人,柴電動力功率4.8萬馬力,航速18.5節(jié)。Tarmo級破冰船1975年開始服役,全長85.7米,寬21.7米,吃水7.3米,滿載排水量4890噸,編制45人,柴電動力功率1.2萬馬力,航速17節(jié)。該級破冰船共建3艘,芬蘭1艘,其余分別轉(zhuǎn)讓給拉脫維亞和愛沙尼亞。
2013年12月,世界第一艘可側(cè)向破冰的多用途急救船已經(jīng)建成,在芬蘭首都赫爾辛基造船廠下水。
韓國:發(fā)力商業(yè)極地破冰船
近年來,韓國在極地破冰船領(lǐng)域令人刮目相看。
2009年,韓國第一艘極地考察的破冰船ARAON號正式下水,并首航南極。ARAON號是6950噸級破冰船,總投資超過約1億美元,船上裝備有自動導(dǎo)航和自動駕駛設(shè)備以及全天候衛(wèi)星通訊設(shè)備。ARAON號上有兩臺船機(jī),最大功率達(dá)6800馬力,是同級別船只馬力的3到4倍,最大續(xù)航能力為一次補(bǔ)給可連續(xù)70天航行約兩萬海里(約合3.7萬公里)。此外,ARAON號還具有非常好的機(jī)動能力,能夠在原地回轉(zhuǎn)360度。為適應(yīng)極地航行的特殊需要,該船頭部設(shè)計(jì)成可以破除冰層的尖銳的“冰刀”形狀,鋼板厚達(dá)39.5厘米,相當(dāng)于韓國最厚船舶“獨(dú)島”號的兩倍。船的表面還涂刷一層特殊材質(zhì)的涂料,使整艘船如同石頭一般堅(jiān)硬。
ARAON號上安裝60多種尖端的實(shí)驗(yàn)探測設(shè)備,能夠滿足各種極地研究所需,包括以聲波探測海底地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、進(jìn)行海底資源分析等。其中,最昂貴的裝備是“多頻音波探測器”,它能夠從多個(gè)角度發(fā)射音波,顯示海面下的三維影像畫面。去年8月,ARAON號赴北冰洋展開勘探活動,這是該船對南北極海區(qū)進(jìn)行的第八次勘探。
在商業(yè)極地破冰船方面,韓國也在發(fā)力。2011年8月,韓國現(xiàn)代重工業(yè)公司宣布,這家韓國造船業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)建成世界最大商用破冰船。該破冰船長310米、寬51米、排水量19萬噸,航速為每小時(shí)11公里,按照設(shè)計(jì)可以壓碎最大厚度為1.7米的冰層。韓國企業(yè)在芬蘭參股多家破冰船設(shè)計(jì)及制造翹楚。目前,三星重工正投巨資用于新型破冰船的建造。這種新型破冰船既是破冰船又是油輪,融兩者為一體,既能在開闊水面上航行,又能在充滿浮冰的水面上航行。
破冰船的獨(dú)特結(jié)構(gòu)
破冰船是一種專門用于在冰面上開辟航道的特種船舶。破冰船同其他船比較,有自己的特點(diǎn):它的船體結(jié)構(gòu)特別堅(jiān)實(shí),船殼鋼板比一般船舶厚得多;船寬體胖上身小,便于在冰層中開出較寬的航道;船身短(一般船的長與寬之比,大約是七比一到九比一,破冰船是四比一),因而進(jìn)退和變換方向靈活,操縱性好;吃水深,可以破碎較厚的冰層;馬力大、航速高,這樣向冰層猛沖時(shí),沖擊力大;它的船頭造成折線型,使頭部底線與水平線成20-35度角,船頭可以“爬”到冰面上;它的船頭、船尾和船腹兩側(cè),都備有很大的水艙,作為破冰設(shè)備。
破冰船如何破冰?
破冰船一般常用兩種破冰方法,當(dāng)冰層不超過1.5米厚時(shí),多采用“連續(xù)式”破冰法。主要靠螺旋槳的力量和船頭把冰層劈開撞碎,每小時(shí)能在冰海航行約9公里。如冰層較厚,則會采用重力破冰法,讓船沖上冰面,利用船體的巨大重量把下面的冰層壓碎。比如,先把船首壓水艙排空,船尾壓水艙注滿海水,船首會翹起,開大馬力沖上冰面,然后排空船尾壓水艙灌滿船首壓水艙,依靠自身重量壓碎冰面。
在極地海域航行,對操作要求也非常高,難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通水域。破冰船在南北極航行時(shí)通常包括開闊水域的航行、浮冰區(qū)航行和陸緣冰區(qū)航行,其中最為復(fù)雜的是陸緣冰區(qū)的航行。
所謂陸緣冰區(qū),就是靠近沿岸連成一片沒有水域的海冰區(qū)。這時(shí)候,就需要采用各種特殊的破冰方法,例如旋回破冰法、徒步破冰法等。徒步破冰法也就是利用船體運(yùn)動能量破冰前進(jìn),破冰船通過沖撞、倒車再沖撞的步驟緩慢前進(jìn)。此次“雪龍”號遭遇的情況已經(jīng)接近最復(fù)雜的局面了。