21世纪新出现的双向推进式破冰船（国产极地科考船）

che · 发表于 2017-1-10 17:15

现代双向推进式破冰船的破冰能力比起“雪龙”号（1.5节航速破1.1米厚的冰，含0.2米雪）要强得多。基本特点是采用可随意旋转的电力吊舱推进，桨舵一体，不少船还有艏侧推。航海舰桥有前后两个，倒车驾驶非常方便。在倒车时，船的尾部起着破冰艏的作用。双向推进式破冰船对一年期冰面的效果非常明显，芬兰阿克尔北极技术公司拿模型船做了个实验，结果船以3.5节速度航行时，船尾平面破冰80厘米，而船头平面破冰只有30厘米。

说来话长，双向推进式破冰船的“船艏螺旋桨破冰”这一概念产生于100多年以前。当时美国的火车轮渡“圣伊克纳斯”号和“圣玛丽”号就装备了船艏螺旋桨，用螺旋桨搅乱薄冰下的水，破碎船艏附近的冰面，增强了破冰能力，从而被称为“美国型破冰船”。21世纪初，现代的双向推进式破冰船再次将这一概念发扬光大。

这种新船型最早是日本考虑到破冰船的运行太不经济而研发的。最初船头是球鼻艏，船尾是破冰艏。设计思想是无冰时快速前进，有冰时“以退为进”，后来渐渐有一些改进。最早的产品是克瓦纳马萨造船公司开发设计、日本住友重工为芬兰国营Fortum石油和天然气公司建造的两艘阿芙拉型破冰油轮Tempera（蛋彩画）和Mastera号，10.6万载重吨，分别于2002年和2003年建成。一台1.6万千瓦桨舵推进器，最高航速17节。船头为球鼻艏，船尾为破冰艏，倒退时能以3节航速破1米厚冰。

蛋彩画号在倒车破冰

这两艘俄罗斯自建的巴拿马型油船是专用尾部破冰的，但船头不是球鼻艏，也有一定抗冰能力。海面冰情轻微时正常前进，当遇到较大的冰区时就调转船头，反过来当作破冰船用。倒退时可以保持3节的航速破1.2米厚的冰（含0.2米雪）。两个推进器总功率1.7万千瓦，航速16节，载重7万吨。其优点在于平时航行中经济性较好。

这三艘韩国三星为俄罗斯造的巴拿马型的姊妹船是双向破冰的，前进和倒退时都可以保持3节的航速破1.5米厚的冰（含0.2米雪），在较厚的冰中行动非常便利。两个推进器总功率2万千瓦，航速15.4节，载重7万吨。可见缺点是破冰艏导致其在开阔水域里经济性不好，功率比前者更大，航速反而更慢。

这些船都属于穿梭油轮，任务是从巴伦支海油田上远离海岸的抗冰固定石油输出终端取油。由于免去了破冰船开路，运输成本大大降低了。

视频：
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当然，双向推进破冰这种船型同样广泛适合于集装箱船、LNG船等，特别是近年来又发现这种船型的破冰能力远远超出人们的想象，用于极地科考方面具备独特优势。

中国船舶工业集团第708研究所的国产极地科考船总设计师吴刚说，相比“雪龙”船，新船破冰能力有望提升三到四个级别。“新船能在1.5米厚冰、0.2米厚雪的环境中，以2—3节航速连续破冰行驶，还具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力，满足全球无限航区航行需求。”

据他介绍，双向破冰，即船艏和船艉均可破冰，是新船的最大亮点。“一般破冰船由船艏破冰，持续向前。可一旦遇到较厚的冰脊，很难突破，‘雪龙’船在使用中经常遇到被冰脊卡住的情况。”吴刚说，新船的船尾推进器装有两个大型吊舱，能原地360度自由转动，形成很强的冰层切削力。“必要时，船体转动180度，让船尾朝前，尾部螺旋桨在海面下削冰并形成抽吸作用，直到把20多米厚的冰脊‘掏空’。”

除了危急时刻“开道”，船尾还能变船头。“就像开车，后备厢突然变成了驾驶座。”吴刚打比方道，新船驾驶室为360度视野设计，船既能往前开，也能往后开，同时还能原地转圈。“这种机动性和灵活性使船更能适应极地环境。”