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,勝利突圍。與此同時,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。每當嚴寒來臨,港灣和海面常會冰封,使航道阻塞。這時,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,勝利突圍。此前,“雪龍”號在執行科學考察任務的過程中,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名人員脫離險境,自身卻被阻受困。“雪龍”號在南極的救援經歷及被困后的一舉一動吸引了全球媒體的目光。
與此同時,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。每當嚴寒來臨,港灣和海面常會冰封,使航道阻塞。這時,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,極地資源爭奪持續升溫,各國對破冰船的重視程度也不斷加碼。
俄羅斯:獨有核動力破冰船
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,俄軍現役共有7種型號、19艘破冰船。1957年,蘇聯制造出“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,設計破冰厚度2.8米,總功率為7.5萬馬力,編制138人。“北極”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北極極點的艦船。
“北極”級的最新改進型“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,原準備為紀念第二次世界大戰結束50周年,并在50周年紀念日前后下水,但由于資金短缺,項目中途被迫叫停,直至90年代末才恢復對項目的撥款。去年10月,“勝利50周年”號承擔了一項重要的歷史性任務,運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、規模最大的LK-60級核動力破冰船。據悉,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。安裝有兩個新一代的RTM-200核反應堆,每個反應堆的動力為170兆瓦,可破3米厚的冰層。它既可在北冰洋的淺水區,也可在深水區行駛,能保障載重達10萬噸的船只通行,能夠延長北方航道的運輸期限,甚至可以實現一年四季都可航行的目標。該破冰船預計造價為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。
日本:船上采用先進環保技術
作為島國,日本對海洋環境、氣候、資源的科學考察研究十分重視。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,日本海上自衛隊的最新式極地科考船——新“白瀨”號被交付防衛省,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,標準排水量約1.25萬噸。船上船員179人,極地考察隊員80人,最多可載3架直升機。它擁有先進的破冰能力,在冰層厚度達1.5米的海面上能以3節的航速破冰前行。
新“白瀨”號的一個重要特點是采用很多環保技術。在破冰方面,其船首可噴出海水對冰層進行溶解,從而減少直接破冰的燃油消耗。船上有污水凈化系統,以保證不排出污水污染海洋。為防止發生事故時燃油泄漏,新“白瀨”號的油艙采用雙層結構。船上還裝有先進的垃圾焚燒爐,可在焚燒垃圾時不排放有毒氣體。
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隊管轄。目前,海岸警衛隊共有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(1節=1.852公里/小時),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研究平臺和執行冰區護航任務。2007年,美國派出“希利”號前往北極進行海底地圖繪制工作,為美國政府在北極的領土主權訴求尋找依據。
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,使用柴電和燃氣輪機動力裝置,總功率7.8萬馬力。2006年,“北極星”號因為機械升級預算擱置而被海岸警衛隊封存,列入“特別照顧”狀態。2010年,該船在西雅圖的維格爾造船廠開始翻修。2013年,重新加入海岸警衛隊艦隊。最近,“北極星”號全力駛往南極地區,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”號調轉航向,恢復執行原定南極運輸任務。
2008年7月,時任美國海岸警衛隊司令薩德·艾倫上將稱,在“極地競賽”中,俄羅斯已經搶占先機。“海岸警衛隊現役3艘極地破冰船中,只有‘希利號能隨時執行任務,而上世紀70年代生產的‘北極星和‘極地海洋已經到了使用壽命,需要花數百萬美元進行改進,才能正常使用,但海岸警衛隊的相關費用嚴重不足。”艾倫當時警告,美國的極地破冰能力已處在危險之中。據媒體報道,去年11月,美國國會4名參議員提議對2014年《國防撥款法案》進行修訂,從而授權為海岸警衛隊新建4艘破冰船。
加拿大:在建新船可在北極續航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,實現五大湖火車渡船,加拿大制定擴大破冰船規模的計劃。1980年,加拿大建造新型支援破冰船“基戈廖克”號,其形似擴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生分歧,促使加政府決定建造數艘大型破冰船Polar 8級,執行海上主權巡邏。不過,該級破冰船終因預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,全為柴油動力驅動,隸屬于加拿大海岸警衛隊管轄。其中,1100型和1200型建造數量最多。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,裝備1架貝爾206型直升機。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,能運載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,加拿大計劃開始建造新的破冰船。這艘新船的設計合同費用高達950萬美元(約合人民幣5747萬元)。加拿大海岸警衛隊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。該船設計載員100人,能夠破碎2.5米厚的海冰,預計將于2020年交付使用。
芬蘭:剛建成世界首艘可側向破冰急救船
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。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。該級破冰船共建3艘,芬蘭1艘,其余分別轉讓給拉脫維亞和愛沙尼亞。
2013年12月,世界第一艘可側向破冰的多用途急救船已經建成,在芬蘭首都赫爾辛基造船廠下水。
韓國:發力商業極地破冰船
近年來,韓國在極地破冰船領域令人刮目相看。
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,船上裝備有自動導航和自動駕駛設備以及全天候衛星通訊設備。ARAON號上有兩臺船機,最大功率達6800馬力,是同級別船只馬力的3到4倍,最大續航能力為一次補給可連續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動能力,能夠在原地回轉360度。為適應極地航行的特殊需要,該船頭部設計成可以破除冰層的尖銳的“冰刀”形狀,鋼板厚達39.5厘米,相當于韓國最厚船舶“獨島”號的兩倍。船的表面還涂刷一層特殊材質的涂料,使整艘船如同石頭一般堅硬。
ARAON號上安裝60多種尖端的實驗探測設備,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結構、進行海底資源分析等。其中,最昂貴的裝備是“多頻音波探測器”,它能夠從多個角度發射音波,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進行的第八次勘探。
在商業極地破冰船方面,韓國也在發力。2011年8月,韓國現代重工業公司宣布,這家韓國造船業領軍企業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11公里,按照設計可以壓碎最大厚度為1.7米的冰層。韓國企業在芬蘭參股多家破冰船設計及制造翹楚。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。
破冰船的獨特結構
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: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,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,都備有很大的水艙,作為破冰設備。
破冰船如何破冰?
破冰船一般常用兩種破冰方法,當冰層不超過1.5米厚時,多采用“連續式”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,難度遠遠大于普通水域。破冰船在南北極航行時通常包括開闊水域的航行、浮冰區航行和陸緣冰區航行,其中最為復雜的是陸緣冰區的航行。
所謂陸緣冰區,就是靠近沿岸連成一片沒有水域的海冰區。這時候,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動能量破冰前進,破冰船通過沖撞、倒車再沖撞的步驟緩慢前進。此次“雪龍”號遭遇的情況已經接近最復雜的局面了。