北極巨獸：核動力破冰船

在上一組文章中，我們盤點了那些已經成為歷史的核動力商船，但核能作為可被和平利用的新能源，在安全措施完善的情況下，其用于航運的可能性及可靠性是完全存在的。隨著世界造船技術和核能利用技術的不斷提升，核動力民用船舶的細分領域——核動力破冰船——漸被賦予更多的關注和探索。而換個角度考慮，開發核動力破冰船，通過不斷實驗驗證核反應堆在民船上的應用，未來也將為建造核動力商船提供更多的寶貴經驗。

“俄羅斯”號將于2027年交付

2020年7月6日，俄羅斯原子能集團（Rosatom）旗下的核動力破冰船公司（Atomflot）發布消息稱，俄羅斯遠東紅星造船廠（Far East Zvezda）正式開始建造世界上功率最大的核動力破冰船——“俄羅斯”號?！岸砹_斯”號為一艘10510型“領袖”級核動力破冰船，軸功率120 MW，設計航速22節（無冰水域航速），船長209米，型寬47.7米，最大破冰厚度可達4米，排水量約為69700噸（排水量已超過俄羅斯現役的“庫茲涅佐夫”號航空母艦）。主動力裝置包括兩臺“RITM-400”型核反應堆，是其上一代（“RITM-200”型核反應堆）功率的1.8倍，蒸汽輪機單元帶有四臺37MW的渦輪發電機，配有四套30MW的螺旋槳電動推進系統。

據Atomflot介紹，“俄羅斯”號核動力破冰船將成為世界上第一艘全年均可在北極東北航線執行破冰及護航任務的破冰船，可開鑿寬度為50米的“冰上走廊”，引導船隊以10-12海里/小時的速度航行?！邦I袖”級核動力破冰船計劃被用于為全年載貨量超過10萬噸、型寬約50米的在北海航線執行運輸任務的超大型貨船破冰引航，投入運營之后，“俄羅斯”號將保證普通商船及液化天然氣運輸船等大型船舶在北極東部海域的安全航行和正常運營，并可為全球高緯度商業航線運營開辟新的投資機會，從而促進北海航線貿易發展。

“領袖”級核動力破冰船由能夠進行“自我診斷”的材料建造，該材料可在檢測到損傷后進行自我修復，維護需求因此較小，該級系列船還應用“開放式船尾”設計理念（船尾是自由艙），廣泛使用模塊化技術，可依據任務需要搭載不同的作業模塊，包括反潛裝置、武器和無線電或潛水設備等特種模塊，并會在短時間內完成多種功能之間的轉換。據悉，建造預算高達1275.77億盧布（約合20.725 億美元）。

另據媒體報道，已經完成外形設計的“LK-40”級核動力破冰船項目（10570項目）現處于研發階段，該項目是俄羅斯冰山中央設計局（Iceberg Central Design Bureau）與克雷洛夫國家科學研究中心在“2009-2016年開發民用航海設備”框架內開發的核動力破冰船項目，采用“船舶-通用基礎平臺”概念，允許創建裝備不同類型設備的多型號核動力破冰船以支持海上作業，如低吃水型核動力破冰船、用于維修和修理石油及天然氣生產設施的核動力破冰船，以及用于現場重型建筑工作和用于地震勘探的核動力破冰船。

在不久的將來，俄羅斯將快速地步入第四代核動力破冰船（“領袖”級和“LK-40”級）時代。

創造歷史的“列寧”號

目前，只有俄羅斯擁有現役核動力破冰船，而在上世紀中期，蘇聯就已在核動力破冰船的發展歷程中扮演了極為重要的角色。20世紀50年代，蘇聯政府在打造核動力潛艇的同時，決定研制用于民用船舶的核裝置。1956年8月份，92M型“列寧”級核動力破冰船“列寧”號交付（此級破冰船僅一艘），該船船長134米，型寬27.6米，排水量19000萬噸，備有1050間船艙（可載員243人）。作為第一代核動力破冰船，“列寧”號在交付使用后主要承擔蘇聯在北海航線的破冰和引導任務。

公開資料顯示，為能夠承受當時北極地帶已知的最大冰塊擠壓，“列寧”號核動力破冰船船身設計壓力為2100噸/延米，反應堆被一個特制的蓋子密封，永遠不能打開，內裝三臺90MW的“OK-150型”壓水反應堆。當時，蘇聯要求破冰船即使在設備嚴重損壞的情況下依然要保持高效率工作狀態，因此，決定至少要使用兩個反應堆，后來為了提高破冰船的航行可靠性，“列寧”號安裝了三個反應堆裝置，以便在啟動緊急保護或由其它原因引起某個反應堆發生故障時不會停駛。雖然“列寧”號上的核反應堆與蘇聯第一代核潛艇上安裝的反應堆類似，但技術不甚完善，核反應堆在運行過程中曾發生過兩起事故（事故分別發生于1965年和1967年），而由于“1967年事故”對船舶造成的損害較大，蘇聯不得不拆除了船上的核反應堆，并在后來更換為171MW的新型“OK-900型”壓水反應堆。

“列寧”號核動力破冰船船

在長達30年的服役期間，“列寧”號核動力破冰船共行駛654400海里，其中，破冰里程達560600海里，共計在北海航線上引導了3741艘貨船運輸，為蘇聯和俄羅斯的北極科考做出了巨大貢獻。然而在1989年切爾諾貝利核電站發生事故后，“列寧”號被暫停使用，2009年5月份，這艘世界上第一艘核動力民用船舶在摩爾曼斯克港正式退役。如今，經過必要改裝的“列寧”號核動力破冰船已被打造成一座破冰船博物館，供世界各地的游客前來參觀并了解核動力破冰船的發展歷史。

極具規模的“北極”級船隊

20世紀70年代，蘇聯開始加大力度研制破冰能力更強、主要被用于北極地區深海水域破冰/引導的“北極”級核動力破冰船。“北極”級核動力破冰船船長在148～159米之間，型寬30米，吃水11.08米，滿載排水量在23000～25000噸之間，最大航速為18～22節，載員138～200人。由于技術復雜及當時政治和歷史原因，“北極”級核動力破冰船的建造工作持續逾30年。

“北極”級核動力破冰船

“亞馬爾”號破冰船

1975～2007年，“北極”級核動力破冰船陸續交付入役（“北極”號＜原“利奧尼德·勃列日涅夫”號＞/1975年，“西伯利亞”號/1977年，“俄國”號/1986年，“蘇維埃聯盟”號/1990年，“亞馬爾”號/1992年，“勝利50周年”號＜原“烏拉爾”號＞/2007年）。

1977年8月17日，裝有兩座“OK-900A”型核反應堆的“北極”級核動力破冰船首制船——“北極”號，成為全球第一艘到達北極點的水面艦船。隨后服役的“西伯利亞”號、“俄國”號和“蘇維埃聯盟”號與“北極”號相同，安裝2臺“OK-900型”反應堆和3臺螺旋槳，可同時進行前進和倒退破冰航行。船體采用雙船殼設計，內外船殼間為可調節的水壓艙，雖然其外層破冰區域船殼厚度未曾公開，但據說相當于“KV2型”坦克的前裝甲厚度。此外，三艘船的船底還安裝有一套吹氣系統，可在水下9米深的區域產生24立方米/秒的氣泡以輔助破冰作業。值得一提的是，“西伯利亞”號還是全球率先執行北極旅行觀光任務的核動力破冰船，曾分別于1989和1990年兩次搭載乘客遠赴北極地區旅行。

“亞馬爾”號破冰船一般常用兩種破冰方法——當冰層厚度不超過1.5米時，多采用“連續式撞擊”破冰法，依靠船頭和螺旋槳將冰層撞碎、劈開；如果冰層較厚，則采用“沖撞式撞擊”破冰法——由于破冰船船首部位吃水淺，在船舶具有強大動力的情況下，會輕而易舉地沖到冰面，船體的重力就會將下面的厚冰層壓為碎塊，如此反復?！皼_撞式撞擊”破冰法不但要求破冰船具有堅固的結構，還對其噸位和強悍動力有嚴格要求。對于破冰船而言，噸位也許不是最大問題，但如此強勁的動力，恐怕也只有依靠核動力了。

“勝利50周年”號破冰船可謂命運多舛，該船的建造與入役時間相差甚遠——船體于1989年開工建造，入役時間則被拖至2007年。據悉，這主要是因為蘇聯解體導致的政治及經濟原因所致。從體量上看，“勝利50周年”號為現今最大的核動力破冰船，排水量為25000噸，最大破冰厚度達2.8米，三槳推進，推進功率為75000馬力，最大航速21節。從船上裝備來看，部分“北極”級核動力破冰船配備1-2架“卡-32”型直升機和數艘橡皮艇，而“勝利50周年”號則可搭載一架“米8”型直升機，同時還裝有無線電和衛星導航/通訊系統，以及廢棄物處理系統。

“勝利50周年”號破冰船

在此前一段時期，北極航道并未像當前這樣得到航運業的更多關注，而且很多“北極國家”也都建造了一批常規動力破冰船，在這種趨勢下，核動力破冰船的破冰/引導優勢在一定程度上被降低，如今，“北極”級核動力破冰船只有兩艘仍在服役（“亞馬爾”號和“勝利50周年”號），其中，“勝利50周年”號則被用于極地觀光旅游用船。

“第三代”從蘇聯延續到俄羅斯

上世紀80年代末至90年代初，蘇聯為配合“北極”級核動力破冰船的深水破冰及引導任務，又專門打造了同為第二代、而吃水則較小的“泰梅爾”級核動力破冰船——“泰梅爾”號（Taymyr）和“瓦伊加奇”號（Vaygach）——“北極”級破冰船吃水深度為11米，而上述兩艘“泰美爾”級破冰船的吃水深度僅為8.1米，主要用于海岸及港灣、甚至內河河口等淺水區實施航道破冰作業。

“泰梅爾”號和“瓦伊加奇”號核動力破冰船船長分別為150.2米和151.8米，型寬均為29.2米，排水量18500噸，破冰厚度為1.7米，設計航速18.5節，兩船各裝配一座171MK的“KLT-40M型”壓水反應堆，以此為三個螺旋槳提供高達35.5MW的推力。

“泰梅爾”級核動力破冰船——“泰梅爾”號

自蘇聯時期，“北極熊”即擁有了當時極為先進的核動力破冰船，因此，現在的俄羅斯繼承蘇聯時期的領先技術，打造更加具有現實意義的核動力破冰船隊也就不足為奇了。

進入21世紀，北極地區資源、航道及地緣政治價值日益凸顯，與此同時，隨著氣候變暖現象嚴重，北極區域的浮冰融化越來越多，俄羅斯更有意愿用破冰船來解決船舶在冰區的航行安全問題。雖然目前全球共有推進功率在10000馬力以上的破冰船100余艘，但執行破冰、護航、救援、科考任務的在役核動力破冰船僅有6艘（均為俄羅斯所有）。與常規動力破冰船相比，核動力破冰船的推進功率更大、續航時間更長、破冰能力更強，更適合在高緯度海域的嚴重冰況下執行長期作業。

正因如此，俄羅斯并沒有中止過其核動力破冰船項目，甚至在時間軸上，根本看不出“斷代”的跡象。如今，“泰梅爾”級核動力破冰船仍在服役，而第三代核動力破冰船卻已有入役。俄羅斯正在研制的五艘“LK-60Ya”級核動力破冰船中，“北極”號（Arktika）已于10月21日列裝核動力破冰船隊，“西伯利亞”號（Sibir）計劃于今年交付，第三艘“烏拉爾”號（Ural）預計在2022年交付，第四艘和第五艘船將分別在2025年和2027年之前建造完成。相關資料顯示，“LK-60Ya”級核動力破冰船船長173.3米，型寬34米，排水量約33500噸，最大破冰厚度為3米。（“LK-60Ya”級核動力破冰船中的“北極”號、“西伯利亞”號和“烏拉爾”號與之前提到的“北極”級相關核動力破冰船不同）

目前，俄羅斯擁有全球規模最大、數量最多的破冰船隊，退役、在役、在建和正在設計研發的破冰船數量超過60艘（包括蘇聯時期建造船舶），并運營全球現有全部核動力破冰船，同時，俄羅斯還是當前世界上唯一正在建造核動力破冰船的國家。