原標題:中國海軍為什麼要配備破冰船
劉奎 王亮陳建華《中國青年報》(2016年02月18日12版)
海軍第二代破冰船「海冰722」船。奉雲鶴/攝
日前,我國第二代破冰船「海冰722」船入列命名及授旗儀式在遼寧葫蘆島某軍港舉行,標誌著該船正式加入人民海軍序列。
「海冰722」船是海軍接收的新型破冰船,該型船設計性能好、信息化程度高、破冰能力強。入列後,它將承擔以黃渤海海域為主的冰情調查、破冰和海上冰區搜救任務,同時對探求海冰生成規律、研究海洋氣候變化、增強海軍在特殊環境下的作戰適應能力具有重要意義。
破冰船破冰有「絕招」
破冰船是用於破碎水面冰層,開闢航道,保障艦船進出冰封港口、錨地,或導引艦船在冰區航行的勤務船,同時還可擔負科學考察及物資補給運輸等任務。
為適應低溫、碰撞等惡劣工作環境,破冰船在設計思路、建造材料以及使用操作上都獨具特點。比如,破冰船的長寬比例同一般海船大不一樣,它縱向相對較短、橫向相對較寬,便於操縱且有利於劈開較寬的航道;破冰船多具有更大的自重,便於有效壓垮冰層;它使用特殊低溫高性能鋼材,在船首、船尾和水線附件進行額外加厚;破冰船具有更平緩角度的船首,使它更容易衝上冰層;它裝配有大功率推進器,多數使用柴油機,也有蒸汽或核動力推進裝置。
破冰船破冰的「絕招」主要有頂推法、首壓法、舷壓法、衝撞法、氣力法等。
頂推法,就是利用破冰船前進的衝力,由船體前臉直接擠碎冰層,適用於破較薄的冰層。
首壓法,即利用船體重力和壓載水的調節,使破冰船衝上冰層將冰壓碎,並使船身左右晃動,加大破冰效果,多適用於破1米左右的冰層。
舷壓法,即破冰船憑藉其獨特的頭部造型與螺旋槳產生的巨大推力,「爬」上冰層,依靠船頭自身的重量將冰層壓碎。這種方法多在冰層厚度為1~1.5米之間時使用。
如果冰層較厚,就要採用「衝撞法」了。利用破冰船船頭部位吃水淺的特徵,加足馬力衝到冰面上,船體就會把下面厚厚的冰層壓碎,然後破冰船倒退一段距離,再開足馬力衝上前面的冰層,把船下的海冰壓碎。如此反覆,就可開闢出新的航道。這種方法多在冰層超過1.5米時使用。
氣力法是破冰招數中技術含量更高的一種,它是指破冰船在航行過程中,安裝在前部及兩舷的高壓空氣壓縮機開始工作,依靠噴管噴出的高壓空氣流擊碎冰層。
破冰船可完成搶險救災、破冰引航等任務
海冰素有「白色殺手」之稱,與海嘯、風暴潮、災害海浪和赤潮並稱為海洋5種主要災害。由於地理因素,我國渤海、黃海北部海域每到冬季就會被海冰覆蓋,個別年份冰情極為嚴重。比如在1969年渤海大冰害期間,我國北方幾乎所有港口都被冰封凍,海冰最厚處有1米多,數百艘中外船隻被冰困住,寸步難行。當時海冰強大的衝擊力把我國「渤海2號」石油鑽井平臺撞斷,天津港內就有幾十艘輪船被冰擠壓壞,許多海岸工程也被海冰破壞掉,海上貿易和石油開採也受到嚴重威脅。
中國海軍第一代「海冰722」破冰船就是在這個背景下誕生的,它於1969年9月14日經周恩來總理批准,由上海求新造船廠建造,1969年12月26日下水。
第一代「海冰722」船總長84.28米,最大寬度16米,滿載排水量3191.86噸,吃水3.68米,裝兩臺2600匹馬力的主機,最大航速16節,續航力10000海裡。隨後,我國又建造出海軍第二艘破冰船「海冰721」號。
與其他艦船相比,「海冰722」破冰船顯得「身寬體胖」,這是為了便於開闢出較寬的航道,使後面跟進的船只得以安全航行。該船龍骨比其他艦船粗壯,肋骨也比其他艦船粗密,外殼特別加厚,船身異常結實。一般艦船都是使用銅質螺旋槳,而它安裝的卻是適應冰區航行的抗損毀力特強的鑄鋼螺旋槳。一般艦船只有外循環冷卻系統,而該船還擁有內循環冷卻系統,一旦船底的冷卻水入口被海冰堵塞,內循環冷卻系統便開始工作,確保發動機正常運轉。
很長時間內,海軍只有這兩艘專業破冰船,第一代「海冰722」船、「海冰721」船均於2007年做了3~7年的延壽改造,它們在服役期間出色地完成了搶險救災、破冰引航、冰情調查、運輸拖帶、院校實習、試驗保障、戰備訓練、研練演習等任務。
服役44年後,第一代「海冰722」船於2013年6月退役,其間累計航行30餘萬海裡,為促進地方經濟發展、國防和軍隊現代化建設作出了突出貢獻。
海軍第二代破冰船繼承了第一代破冰船的舷號,同樣將執行搶險救災、破冰引航、冰情調查、研練演習等任務。第二代「海冰722」船是我國自行設計、建造的272型破冰船首船,2013年11月開工建造,2015年3月下水,船長103.10米,寬18.40米,滿載排水量4860噸,最大航速18節,可抗風力12級,續航達7000海裡,設有直升機平臺,可起降直-8直升機。
除海軍在役的破冰船,我國還有主要用於極地科考的極地科考船——「雪龍」號,它是目前我國唯一能在極地海區航行的破冰船。由於「雪龍」號實際是極地科考船,並非專業破冰船,其破冰能力相比俄羅斯、美國等國家的專業破冰船還是有很大差距的。
破冰船將越來越受重視
鑑於破冰船的作用,目前世界上設計和建造破冰船水平比較高的國家有:俄羅斯、芬蘭、瑞典、德國、美國、挪威、丹麥、日本、加拿大等,尤其以環北冰洋的幾個國家能力最強。
俄羅斯是目前世界上擁有破冰船數量最多,也是唯一發展核動力破冰船的國家。早在1864年,為在冰凍期保持喀琅施塔得至奧蘭寧鮑姆航線的通航,俄國人就將一艘小輪船「派洛特」號改裝成世界第一艘破冰船。
1957年,蘇聯製造出第一艘核動力破冰船「列寧」號。它的動力心臟是壓水式核反應堆,高壓蒸汽推動汽輪機,帶動螺旋槳推動航船。如果核動力破冰船帶上10千克鈾,就相當於帶上2.5萬噸標準煤,可以在遠離港口的冰封海域常年作業。該船在服役30多年後於1989年退役。1974年蘇聯又建成第二代核動力破冰船「北極」級,共建4艘,該級破冰船安裝兩座核反應堆,動力裝置總功率5.5萬千瓦,可在北極圈內深水海域使用,破冰厚度兩米,滿載排水量2.3萬噸,在無冰區航行最大航速21節。
據不完全統計,目前俄軍現役共有7種型號、19艘破冰船,其最新改進型「衛國戰爭勝利50周年」號長159米,寬30米,排水量2.5萬噸,設計破冰厚度2.8米,是目前世界上最大的破冰船。
同為海洋大國的美國由於不存在大面積冰層覆蓋的困擾,因此在破冰船的發展上相對俄羅斯稍顯遜色。美國目前共有3艘重型破冰船,分別為「希利」號、「北極星」號以及「北極海」號,均隸屬美國海岸警衛隊。其中,最著名的要數「北極星」號,作為世界上最強的常規動力破冰船之一,「北極星」號於1976年服役,滿載排水量1.3萬噸,全長121.6米,搭載兩架直升機,它能以3節航速連續破1.8米厚冰層,如果用倒車衝擊法,可破開6米厚的冰層。2014年1月,俄羅斯「紹卡利斯基院士」號科考船和我國「雪龍」號科考船被困南極,就是由「北極星」號救援的。
「北極海」號是「北極星」號的姊妹船,於1978年服役。2000年,「希利」號破冰船列裝,該船全長128米,寬25米,吃水8.9米,滿載排水量達1.67萬噸,最大航速18節,搭載兩架直升機,可破除厚度達2.5米的冰層,是美國最大且最年輕的破冰船。
目前,這3艘破冰船中只有「希利」號能隨時執行任務,而上世紀70年代製造的「北極星」和「北極海」號已接近使用壽命,需要進一步改進才能正常使用。為此,美國決定將替換重型破冰船的日程從2022年提前至2020年,同時請求國會撥款建造更多破冰船,用於維護國家安全和保護自然資源。
據悉,俄羅斯為了使北冰洋通行超級油船成為現實,推出了多體破冰船的概念,即將三四個破冰船體組成一個破冰船體。每個船體都採用一個推進器為動力。新的破冰船模型實驗結果表明,它可以開闢一條54~57米寬的冰間航道,而這個寬度足以讓一艘超大型油船通過。同樣,美國也在加速研製、採購破冰船,以幫助美國海岸警衛隊向兩極之地挺進。
眼下,隨著全球資源的不斷消耗,世界多國將資源開發的目光轉移到了以往那些被忽略的地域,而兩極之地越來越引起世界各國的廣泛關注,要暢通無阻地往返於兩極和本土,破冰船的作用會越來越重要。