看,这就是最强破冰船

2019-08-24 13:05康琳
科学大众(中学) 2019年8期
关键词:破冰船冰层核动力

康琳

根据外媒报道,俄罗斯的国家核动力破冰船公司新研制出的一款强劲动力的核动力破冰船,即将在2020年5月开始服役。该核动力破冰船工程的首艘“北极”号(英语:Arctic)已经完成了整体建设,即将交付俄罗斯海军。由于可以轻松破除4米厚的冰层, “北极”号以及同级别的破冰船将成为有史以来体积最大和动力最强劲的破冰船。

俄罗斯破冰船史

早在1864年,当时的沙皇俄国就将一艘小型轮船“派洛特”号改装成世界第一艘破冰船:1899年,英国为俄国建造的“叶尔马克”号破冰船,成为世界上第一艘在北极使用的破冰船。

由于极地常年封冻,冰层厚度一般可达2米,为了保障足够坚固的船体结构,极地破冰船的船壳钢板比一般破冰船要厚得多,通常使用高级合金钢来制造。在船身水线区域,由于直接受到冰层挤压,钢板厚度还要进一步加厚,以俄罗斯极地破冰船为例,其船艏外板厚度通常超过50毫米。极地破冰船的骨架,通常采用横向强度更高的横骨架式,肋骨分布密集,以承受摇摆破冰时的巨大压力。极地破冰船的艏艉,均采用专门设计的破冰钝艏,并采用整体铸造的方式增加其强度,以满足冲撞、骑压冰层的要求。另外,推进器和舵面也进行了专门加固,以免因被击碎的浮冰撞击而受到损伤。

第一艘核动力破冰船

1936年7月,苏联海军派出一支水面舰只和潜艇组成的小编队,在常规破冰船的护航下,试图从北方海路航行到太平洋舰队驻地。因冰层太厚,几艘较小的潜艇被迫中途返航,而其他潜艇和水面舰只则进入了科雷马河避险,经过长达7个月的困守后,直到冰层变薄,才继续航行,最终抵达目的地总共花了13个半月的时间。经过这次试验,苏联人认识到,传统的常规破冰船由于本身就需要大量的燃料补给,在极地冰区航行时消耗巨大,只适合短距离的破冰护航。为此,苏联研制了世界上第一艘核动力破冰船。

1956年8月25日,苏联第一艘核动力破冰船“列宁”号开工建造,1959年12月3日交付服役。“列宁”号排水量达1.6万吨,其上装备了3座第一代核反应堆,单堆热功率90兆瓦。在核反应堆的推动下,该船不仅无须补充大量的常规燃料,还有余力驱动辅助破冰设备工作。此外, “列宁”号的破冰能力相当强劲,可在维持2节航速时连续突破2米厚的冰障。由于第一代核反应堆的安全性存在一些问题,“列宁”号在20世纪60年代中期出现过两次反应堆运行事故,随后进行了改装,更换为两座功率更大的第二代核反应堆。1971年6月,重新投入使用的“列宁”号,成为第一艘克服冰障通过北方海路、从欧洲到达亚洲的水面船只。直到2009年, “列宁”号才正式退役。

北极开发的先锋

北极地区的矿产资源丰富,特别是巴伦支海、喀拉海、波弗特海和加拿大北部岛屿等地,蕴藏着丰富的石油和天然气、煤炭、铁、有色金属及金刚石、黄金等,海洋生物资源、动物资源、森林资源蕴含量也非常丰富,被称作“地球最后的宝库”。据美国地质调查局估计,在北极地区,蕴藏有全球约30%的未探明天然气资源、约13%的未探明石油资源和约20%液化天然气资源,而俄罗斯沿岸的巴伦支海与邻近的西伯利亚海盆,则拥有这一巨大油气资源的近一半。但是,北冰洋地区严酷的自然条件以及落后的运输基础设施,严重影响了对这一地区的资源开发。即便北方海路可以无冰通航,但北冰洋的深处仍有厚实的积冰、浮冰,对海路的通航威胁依旧存在。很显然,除了传统的货运船只之外,北方海路周边的一切海上资源勘探、开采活动,仍然需要破冰船的强力支持才能维持下去。为替换老旧的核动力破冰船,俄罗斯继续投入巨资,研制新一代的核动力破冰船。

2010年,时任俄总理的普京提出:“俄罗斯是北极大国,必须拥有一支强大的破冰船队。”在此背景下,俄罗斯展开新一代核动力破冰船的研制工作,新一代核动力破冰船的首船命名为“北极”号,排水量达3.35万吨,使用2座新型的核反应堆,该反应堆的设计寿命为40年,具有更好的壽命周期。根据设计指标,北极级核动力破冰船将具备更强大的破冰能力,最大破冰厚度达5米,可在维持14节航速时连续突破2米厚的冰障。

冰上作战的有力保障

对于俄罗斯在北极地区的行动,美国参议院建议海军造船基金提供10亿美元,用于为海岸警卫队恢复已停产20余年的破冰船研制生产工作。除美国外,另一个极地大国加拿大也积极投入新一代破冰船的研发。事实上,早在2012年,加拿大就已着手谋划建造新的破冰船,新船的设计合同费用达950万美元。加拿大海岸警卫队要求该船能在北极海域航行270天,航程可覆盖北极大部分地区。在环北极国家中,除冰岛、丹麦以外,俄罗斯、加拿大、美国、芬兰、瑞典、挪威等国都拥有为数不少的破冰船队,其中,又以俄罗斯的破冰船数量最多。放眼整个北极圈,围绕其分布的国家中数俄罗斯领土面积最大。在未来北极归属日益升级的争夺中、核动力作战破冰船无疑将使俄罗斯在这场争夺战中赢得先机。

传统破冰船因主要考虑航道开辟,其服务对象也包括在相关海域合法航行的所有军民用船只,所以并不加装武器装备。而在实际应用中,当海军舰只需要在北极地区活动时,通常需要核动力破冰船的协助。例如,2013年9月,俄北方舰队派出了以“彼得大帝”号核动力巡洋舰为核心的舰艇编队,在北冰洋东部海域进行演习,编队通过北方海路航行,直到新西伯利亚群岛水域,途中依靠4艘核动力破冰船提供了航行保障。(责任编辑:曹伟责任校对:白玉磊)

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