破冰船:体大力沉的冰海拓路者

来源:欧亚娱乐网 作者:欧亚娱乐网站发布时间:2024-03-28 06:17:02

  2022年11月22日,俄罗斯22220项意图第四艘重型核动力破冰船雅库特号,在圣彼得堡的波罗的海造船厂举办下水典礼。俄罗斯总统普京以视频方法到会,显示出其对该型破冰船的重视。

  出于对北极区域战略地位作用的考虑,俄罗斯在破冰船制作方面一直在加大投入,现在已形成了核动力与惯例动力破冰船一起开展、民用与军用破冰力气齐头并进的开展格式。

  美国在这方面也不甘落后,正在赶紧“补课”。特朗普任美国总统期间,曾命令检查相关需求,企图制作由3艘重型破冰船和多艘中型极地破冰船组成的船队。2019年,美国海岸警卫队签署了一份价值7亿多美元的合同,开端让相关公司规划制作第一艘重型极地破冰船——极地安全舰。

  加拿大海岸警卫队在2019年接纳一艘改装的暂时中型破冰船后,该国为其水兵和海岸警卫队订货的6艘哈利·德沃尔夫级极地巡查舰首舰也于2021年执役,进一步强化了在北极冰海中的存在感。

  挪威海岸警卫队则凭仗6300吨的斯瓦尔巴群岛级配备破冰船,长时刻出没于极地相关海域。

  可以说,在近极区域域国家,近年来都在纷繁加强破冰船的制作与运用。那么,什么是破冰船?它怎么作业?又有着怎样的开展前景?让我们走进今天的“武器广角”,一同揭开破冰船的奥秘面纱。

  电影《泰坦尼克号》让人们对冰山给海上行船带来的要挟有了深刻印象。但泰坦尼克号遇到的冰山,仅仅极地冰川中很多“逃逸者”中的一个。在实际国际中,面临极地一望无际的冰山、冰海,怎么安全行船?以破冰船为引导,便是最高效、最常用的办法。

  极区域域终年被冰雪掩盖,冰层的均匀厚度约为1800米,最厚的当地高达4000米以上。

  在冰川很厚的区域,舰船舶能“望冰兴叹”,而在一些冰层较薄的海域,破冰船就派上了用场。

  望文生义,破冰船便是经过各种方法去除航路上冰层、冰块,在冰海中带头前行的拓路者。在它的引导下,其他船舶才干安全地经过极地海域航道,不然后者就可能身困冰区,乃至导致船毁人亡。

  2018年,由加拿大船舶运营商运营的一艘游轮在布西亚半岛西部海湾被困,一艘加拿大海岸警卫队的破冰船受命前往救援,在现场作业了3天,才使这艘游轮脱困。破冰船的作用由此可见一斑。

  破冰船为什么能破冰?简而言之,破冰才能来自它的“铜头铁骨”。自诞生之时,它的构造就经过了科学规划,处处向有利于破冰聚集。

  自16世纪起,生活在北极区域的人就运用了把小舟拖上冰面、再往小舟上装填重物来压碎冰层的办法,现代破冰船应对稍厚冰层的办法与此同理。

  一般来说,破冰船的外形粗短,船艏选用钝舰艏规划,在船艏、船艉及水线处进行加厚处理,船艏底部带有向前收起的斜度,借此取得更好的破冰才能与适航性。

  对稍厚的冰层,破冰船一般选用重力破冰方法。破冰船会先向船艉压载水仓灌水,使圆弧形的船艏翘起,向前飞行压上冰面,运用船体本身重力压碎冰层。假如冰面过厚,无法靠船体重力压碎,则再经过向船艏压载水仓灌水添加重力,以压碎冰层。

  但对较薄的冰区,破冰船凭仗船体的刚性和飞行惯性就可撞碎船头前的冰层,持续前行。这种方法,对破冰船的结构尤其是船艏所用钢材强度有很高要求。

  破冰船能破冰,还和其动力强壮有关。航空界有一句话,只需推力大,板砖也能飞上天。对破冰船来说,体大力沉、动力微弱是其敢向冰海行的底气与底子地点。这也是俄罗斯在活跃开展惯例动力破冰船根底上,又推出第三代、第四代核动力破冰船研发项意图原因。

  在加大动力的一起,一些相似“使巧劲”的推动设备也得到运用,如芬兰一家公司为俄罗斯研发的波罗的海号破冰船选用了吊舱式推动器,其在吊舱内部设备电机,将推动器与操舵设备相结合,可以使船舶横向移动、原地旋转和多向飞行。

  当然,面临一望无垠的冰海,破冰船也有束手无策的时分,这时分船员只能静待冰“开”或对外求救。所以,续航力、自我克制力以及通讯导航水平,对破冰船来说就显得分外重要。

  加拿大的首艘哈利·德沃尔夫级极地惯例动力巡查舰,自我克制力4个月。2020年7月俄罗斯开工制作的首艘10510型首领级破冰船,据称建成后,其极限破冰厚度可达4.3米,最长续航时刻可达8个月。

  即使是重型核动力破冰船,也得先在这些方面打好根底。2019年12月,俄罗斯北极号核动力破冰船投入试航,第一阶段的首要方针除了测验备用柴油机、发电机外,最重要的一个过程便是测验通讯和导航设备。

  对极地海域的冰面来说,要破冰单靠破冰船体重力大还不行,向技术要破冰才能也是各国的挑选之一。

  2013年,波罗的海号破冰船下水。与其他破冰船不同,该船选用了新颖的侧向破冰船体规划。该船船体为非对称结构,两个舷侧选用不同形状以到达特定功用:一侧为笔直平面,适用于舷侧和船艏的溢油收回;另一侧则为笔直于水平面的曲面,使得该船在具有船艏、船艉破冰才能的一起,具有了横向破冰才能,一次性可拓荒出最大宽度为50米的航道,相当于两艘传统破冰船一起作业的效能,并可以以3节的航速在1米厚的冰区飞行。

  我国的极地科考破冰船“雪龙2号”则选用了船艏、船艉双向破冰技术。该船船体前方装有两个侧推器,后方装有两个360度反转吊舱,经过吊舱和侧推的一起作用,可以进行动力定位,并完结船体在冰区360度自在滚动的才能。如此规划,不只可使破冰船机动性更强,避免被困冰区,还能凭仗重复滚动推动器方向,凭仗强壮水流冲走移动的海冰,使进退变得相对简单。

  现在,半潜式破冰船的理论研讨趋于老练。和曾经苏联科学家在这方面的思路根本共同,该船根本原理是运用半潜式船体潜入预订深度,然后快速排出压载水,运用本身浮力,凭仗船体上的破冰结构,将冰层顶破。相关研讨标明,这种破冰方法功率更高,适用对5米厚的冰层进行破冰作业。

  除了形态万千的船体规划,一些特别的涂料和涂层也被用于破冰船的研发。不同于一般船舶,破冰船长时刻执役于极寒区域,这使它需求常常直面低温对船体的危害。因而,破冰船在涂装过程中十分重视抗低温、耐腐蚀才能。并且,为了下降破冰船的能耗,需求确保船体与冰水混合物的冲突系数保持在0.17以下,这使得以纯环氧技术为主和以玻璃纤维或鳞片增强为主,成为国际上干流破冰船所用涂料开展的首要特征。

  不只如此,船舶规划师还为破冰船增添了许多辅佐设备,添加或改进其在冰区中的飞行和破冰才能。

  喷水融雪。冰面上的积雪厚度影响破冰功率。研讨标明,在破冰过程中,20厘米厚的积雪的阻挠作用相当于破除7厘米厚的冰。积雪除了添加破冰难度外,还添加了破碎海冰的附着力,使破冰变得愈加困难。为此,日本破冰船白濑号就运用船艏喷水设备来冲刷积雪,以削减其对破冰作业的影响。

  气泡减阻。与喷水融雪比较,加拿大破冰船在破冰过程中则是运用气泡来下降海冰附着船身的程度。破冰过程中,大功率的空气吹送设备会向船舷外吹出空气,在船身周围发生很多气泡,来减小海冰附着船体而发生的冲突。

  压载水调拨。经过改进压载水仓来完结快速调拨压载水改动船舶的浮态,除了使船舶艏艉顺次变重,还可以经过左右摇晃来损坏艏前艉后及两舷舷侧处的海冰,从而到达破冰作用。

  近年来,为了拓荒日益重要的极地冰区航道,相关国家加强了对破冰船的立项、研发与列装。在此过程中,破冰船的开展显露出一些鲜明特点。

  一是惯例动力破冰船开展势头不减,核动力破冰船方兴未已。俄罗斯和美国都在打造中型惯例动力破冰船。俄罗斯联邦国防部的深海研讨本部、俄罗斯联邦安全局海岸警卫队、俄罗斯水兵都有惯例动力破冰船在研或列装,俄罗斯还在研发全长140多米、满载排水量达22000多吨的22600型LK-25级柴电动力破冰船维克托·切尔诺梅尔金号。美国也在赶紧制作重型极地破冰船——极地安全舰。核动力破冰船方面,俄罗斯已开端了第四代该类船的研发,美国也曾在前几年证明了制作核动力破冰船的可能性。可以预见,在港口相对较少、燃料补给较为困难的极区域域,核动力破冰船很可能会凭仗配备更多科考及作业配备、可满意更多使命需求的优势,得到进一步开展。

  二是传统难题仍旧存在,资料要素仍是限制破冰船开展的要害。与一般钢材不同,破冰船选用的钢材要具有更强的耐寒、耐腐蚀和抗变形才能,其生产工艺只要少量国家把握,并且价格昂贵。即使如此,在制作大型破冰船方面,这些国家仍存在需求更大强度资料的难题,这在必定程度上影响了一些已立项的大型破冰船的研发进程。新式特种资料的研发与运用,依然被认为是处理这类问题的要害。

  三是破冰船开端携枪带炮,配备化趋势显着。俄罗斯最新规划制作的破冰船大多配备了武器系统。比方23550型伊万·帕帕宁号破冰船不只搭载有舰炮、反舰导弹,还可设备专为北极作战研发的“道尔”-M2DT防空导弹,预留有集装箱式巡航导弹设备阵位,乃至还方案加装功率为30至200kW的高能激光器。

  美国则方案在新建6艘破冰船时为其设备机枪、舰炮和导弹等武器配备。加拿大的哈利·德沃尔夫级极地巡查舰首舰,设备有25毫米的小口径舰炮。挪威的斯瓦尔巴群岛级配备破冰船除设备25毫米的小口径舰炮外,还设备有2挺12.7毫米口径机枪。这标志着未来的破冰船已不只是用于破冰护航的专用船舶,并且仍是比赛极地新战场的重要配备。

  四是模块化,多功用化倾向日益显着。当时破冰船的制作广泛选用模块化技术。俄罗斯首领级破冰船作为国际最新式核动力破冰船,选用了“敞开船艉”的新理念,将破冰船视作海上渠道而并非传统意义上的专业化作业船。其敞开式船艉,可根据使命需求搭载不同作业模块,其间包含反潜设备、导弹、火炮以及无线电或潜水设备等特种集装箱模块,可以快速完结多种功用之间的转化。

  毋庸置疑,跟着新技术的逐步老练和特种资料技术的不断开展,往后破冰船将持续朝着大型化、模块化的方向跨进,其续航力、自我克制力以及多元化执行使命才能将进一步得到打破和提高,以求成为各国将极地角力天平向自己一方歪斜的有力砝码。

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