簡介
為提高我國極地考察能力破冰船“雪龍”號將獲得新生。中國北極黃河站建站之際,記者獲悉,經國家有關部門批准,中國將投入億元資金改造“雪龍”號,從而提高中國極地考察能力。
按照計畫,“雪龍”號將通過更新改造,更換部分可靠性較差和已經停產的設備及系統,對部分設備的自動控制和監視系統進行適當的更新、升級,使“雪龍”號在國際極地考察船中處於較先進船舶的行列。
據悉,“雪龍”號還將配備船載直升機,恢復“雪龍”號原有的包括機庫、航空煤油艙和航空指揮控制的直升機支持系統,提高“雪龍”號使用直升機作業的安全性、規範性和效率,最大限度消除飛行作業的不安全隱患。
綜述
破冰船的歷史
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,為在冰凍期保持喀琅施塔得至奧蘭寧鮑
姆航線的通航,而英國為俄國建造的“葉爾馬克”號破冰船,則是第一艘在北極航行的破冰船。
破冰船的長寬比例同一般海船大不一樣,縱向短,橫向寬,這樣可以辟開較寬的航道。一艘排水量在37000噸、擁有7.35×107瓦的現代破冰船,長度為194米,而寬度則達32.2米。破冰船船頭外殼用至少5厘米厚的鋼板製成,裡面用密集的型鋼構件支撐,船身吃水線部位用抗撞擊的合金鋼加固。
1957年,前蘇聯製造出第一艘核動力破冰船——“列寧”號。它的動力心臟是熱核反應堆,高壓蒸汽推動汽輪機,帶動螺鏇槳推動航船。 如果核動力破冰船帶上10千克鈾,就相當於帶上25000噸標準煤,可以在遠離港口的冰封海域裡常年作業。破冰船裝有2~4只螺鏇槳。
破薄凍的船在船尾和靠近船頭的側位,分別各裝兩隻螺鏇槳,船頭螺鏇槳從冰下將水抽出,削弱冰層的支托並使其成為片狀裂開。船在後兩隻螺鏇槳的推動下前進。破厚凍的破冰船,為使船可以衝到沖層上面,多在船尾兩側對稱地裝兩隻螺鏇槳。
由於很多海域在冬季都會出現結凍的現象,所以很多國家都有破冰船,一些靠近北極的國家還擁有專門的北極破冰船。俄羅斯擁有7到8艘核動力極地破冰船,可執行任務的有6艘。美國海岸警衛隊的中型極地破冰船隊主要有3艘船組成,其中,“希利”號號稱美國時下最新、最強的破冰船。此外,英國、挪威、加拿大、日本、芬蘭等國也擁有自己的破冰船。我國的“雪龍號”也是極地破冰船。
破冰船的特點
破冰船同其他船比較,有自己的特點:
它的船體結構特別堅實,船殼鋼板比一般船舶厚得多;船寬體胖上身小,便於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,這樣向冰層猛衝時,衝擊力大;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,都備有很大的水艙,作為破冰設備。
破冰船遇到冰層,就把翹起的船頭船爬上冰面,靠船頭部分的重量把冰壓碎。這個重量是很大的,一般要達到1000噸左右,不太堅固的冰層,在破冰船的壓力之下馬上就讓步了。如果冰層較堅固,破冰船往往要後退一段距離,然後開足馬力猛衝過去,一次不行,就反覆沖,把冰層衝破。遇到很厚的冰層,一下沖不開,破冰船就開動馬力很大的水泵,把船尾的水艙灌滿,因為船的重心後移,船頭自然會抬高。這時,將船身稍向前進,使船頭擱在厚冰層
上,接著就把船尾的水艙抽空,同時把船頭的水艙灌滿。這樣,本來重量很大的船頭,再加上打進船頭水艙里的幾百噸水的重量,很厚的冰層,也會被壓碎。這樣,破冰船就慢慢地不斷前進,在冰上開出一條水道。
歐洲國家的破冰船,在北冰洋有時遇到更厚更結實的冰層,往往會發生這樣的事情破冰船升到了冰面之上,而冰層並不破裂,只是往下沉陷,使破冰船擱在冰上,船身夾在中間,兩舷懸空,靠冰支著。破冰船即使開足馬力,也不能動彈一步。遇到這情況,怎么辦呢?這就要用搖擺的方法把破冰船從倔強的冰圍中解脫出來。為了使破冰船能夠自己搖擺,在船中部沿著兩舷設定了搖擺水艙,這水艙一方面可儲藏鍋爐用水和食用淡水,一方面在舷部受了損傷時,可以保護船體不致漏水(即保證不沉性)。而第三個作用就是幫助破冰船解脫困境。當破冰船給冰夾住以後,只要很快的將一舷的水艙充滿,船就側向一邊,相反的又抽入另一舷的水艙,船又側向相反的一邊。這樣來回抽水,破冰船就左右搖擺,再開足馬力,船就不難退出冰面了。
破冰船一般常用兩種破冰方法,當冰層不超過1.5米厚時,多採用“連續式”破冰法。主要靠螺鏇槳的力量和船頭把冰層劈開撞碎,每小時能在冰海航行9.2千米。如果冰層較厚,則採用“衝撞式”破冰法。衝撞破冰船船頭部位吃水淺,會輕而易舉地衝到冰面上去,船體就會把下面厚厚的冰層壓為碎塊。然後破冰船倒退一段距離,再開足馬力衝上前面的冰層,把船下的冰層壓碎。如此反覆,就開出了新的航道。用燃料油為動力的破冰船,多採用柴油機帶動發動機發電,電動機驅動螺鏇槳(組合機組驅動),驅動功率可達上百萬瓦,可以滿足較長時間破冰航行的需要。
“雪龍”破冰船的功績
“雪龍”號是我國唯一的一艘極地科學考察破冰船,自1994年首航南極以來,已先後12次赴南極、3次赴北極執行科
學考察與補給運輸任務。2007年,“雪龍”號進行了規模最大的一次更新改造,提高了船上自動化程度、裝備了多套科學調查設備、調整了實驗室布局,更新了通信導航設備、改造了生活設施。
“雪龍”破冰船的不足
“雪龍”號是中國第三代極地科學考察運輸船舶,全長167米,最大航速17.9節,設計破冰能力為1.1米。“雪龍”號上部分裝配了20世紀90年代早期的通訊、導航、自動化控制設備,其他設備都是前蘇聯上世紀80年代中期的產品。“雪龍”號目前裝備的主要控制系統和導航系統已不能滿足國際海事局的要求,存在安全隱患。它的後勤運輸設備陳舊,特別是缺乏極地考察作業和運輸工具———直升機。
“雪龍”號的破冰能力不足,無法滿足極地冰區關鍵海域科學考察的實際需求。雪龍船破冰能力1.2米(含20厘米雪層),而南極接岸海冰春季厚度已達1.5米以上,威德爾海、羅斯海的冰情更重;北冰洋中央區域夏季海冰厚度達到2米以上,雪龍船無法到達上述區域,極大地限制了“雪龍”號冰區航行和考察能力。
隨著我國極地考察事業的拓展,“雪龍”號運輸任務繁重,科考時間嚴重不足。目前,我國“雪龍”號承擔了南北極考察的後勤物資運輸、人員輸運和海洋科學考察任務,在惡劣的極地自然環境中和有限的工作時段內,一艘船要同時兼顧南、北極多項任務,無奈之舉致使海洋科考時間被迫大量壓縮和擠占。據統計,我國開展南極科學考察25年來,在南大洋進行海洋調查的總共時間,還不及美國1條考察船1年的調查時間。