中國70億打造破冰船,總功率超美國航母,堪稱「海上浮動核電站」

2020-12-06 太空記

中國70億打造破冰船,總功率超美國航母,堪稱「海上浮動核電站」

2019年1月19日,中國「雪龍號」破冰船在南極考察時,因天氣惡劣,撞上了航線上的一座冰山,這是我國第三代極地破冰船和科學考察船,由烏克蘭赫爾松船廠在1993年3月25日完成建造的一艘維他斯白令級破冰船,是我國於1993年從烏克蘭進口後,按照中國需求進行改造而成。

與泰坦尼克撞上冰山後的悲情沉沒不同的是,此次撞擊後,「雪龍號」並無大礙,仍然在繼續任務。如此看來,它似乎開啟了免疫冰山傷害的魔法護盾。事實上,雪龍號在撞上冰山後,仍安然無恙的根本原因在於它本身是一艘破冰船,所謂破冰船,是指用於破碎水面冰層、開闢航道、保障艦船進出冰封港口、錨地或引導艦船在冰區航行的勤務船,推進系統上多採用雙軸和雙軸以上的多螺旋槳裝置,並以柴油機為原動力的動力推進。順帶一提,螺旋槳和舵均有防護和加強,破冰時,首部壓擠冰層會在行進中連續破冰或反覆突進破冰。

縱觀來看,第一艘極地破冰船是由俄國人設計,也就是1899年英國為俄國建造的「葉爾馬克」號。其實,許多高緯度國家都擁有破冰船,例如俄羅斯擁有多艘核動力大馬力破冰船,用於開闢北極航道。不得不說,破冰船發動機的強度十分驚人,可以提供足夠的動力讓破冰船橫衝直撞,這也是破冰船的優點所在。值得一提的是,上世紀90年代起,俄羅斯在眾多技術領域上,都出現了衰退的現象,包括造船領域,有趣的是,該時期俄羅斯並非所有領域都在衰退中,俄羅斯在造船領域中僅剩一項領先全球,這就是核動力破冰船領域,這一技術領域直到今天,仍舊是俄羅斯處於全球領先的地位。2019年,俄羅斯還實現了新一代的北極級核動力破冰船首艇的服役。

其實,大型核動力艦船也是我國人民夢寐以求想要看到的艨艟巨艦,隨著我國核工業能力的穩步提升,使得我們已經具備了建造此類船舶的能力。這是一艘大型海上浮動核電站,該平臺將依託核動力研究設計院的ACP-100S核反應堆進行建造,它是一款具有完全自主智慧財產權的小型一體化壓水堆,單堆熱功率達400兆瓦,輸出功率可達125兆瓦,該平臺採用了雙堆布置方案,總輸出功率也已超過美國海軍福特號。很少有人知道,ACP-100S海上浮動核電站早在數年前就已納入規劃,項目投資約為140億人民幣,首批就有兩艘訂單,單艘造價在70億人民幣左右,建成後將在北部沿海地區投入運營,所謂的核能發動機使用的是體積小、經久耐用的鈾燃料。面世之後,輪船的航程就能大大增加。

1958年,美國的實驗性商船「薩瓦納號」首先採用了核動力。1959年,約為16000噸的蘇聯破冰船列寧號下水。在每年有四分之三冰封的新地島與白令海之間的航線上行駛。事實上,破冰船並沒有大家想的那般神秘,破冰船比起其它同等級大船來說,只是多了一點肌肉罷了,破冰船肌肉最主要的表現就在於它的船體,是由一種特種鋼材所制。除了比一般的鋼材更加耐腐蝕和耐嚴寒外,其堅硬程度以及韌性都要強上很多。這樣一來,才能保證破冰船在極地零下40到50攝氏度的環境裡不受影響、勇往直前。

很少有人知道,破冰船的作業方式,並非是依靠強勁的馬力和堅固的船頭去撞碎冰層。一般情況下,常用的三種破冰方法如下,當冰層不超過1.5米厚的時候,破冰船主要靠螺旋槳的力量和船頭將冰層劈開撞碎,每小時可在冰海航行9.2千米;倘若冰層較厚,衝撞破冰船的船頭部位吃水淺後,會輕而易舉地衝到冰面上,此時,船體會將下方厚厚的冰層壓為碎塊。之後,破冰船會倒退一段距離,再開足馬力衝上前方的冰層,將船下的冰層壓碎,如此反覆,就能開出新的航道。雖說在破冰船破冰破到正酣時,被冰層卡住的情況也時有發生。

據悉,歐洲的破冰船開到北冰洋,就曾因為冰層太厚,導致船升到冰面之上,冰層卻不破裂,只是往下沉陷,破冰船在冰上,兩舷懸空,即使開足馬力,也無法動彈。這個時候,就需要依靠酷炫的「搖擺式」破冰法,為了讓破冰船能夠自己搖擺,人們在船的中部沿著兩舷設置了搖擺水艙,這種水艙一方面可儲藏鍋爐用水和食用淡水,另一方面也可以在舷部受到損傷時,保護船體不致漏水。第三個作用則是幫助破冰船解脫困境,當破冰船被冰卡住後,人們只要迅速的將一舷的水艙充滿,船就會側向一邊,相反,抽入另一舷的水艙,船就會側向相反的一邊,這樣來回抽水,破冰船就會左右搖擺,再開足馬力,破冰船也就不難退出冰面了。

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