張 羽，李岳陽(yáng)，王 敏

(1. 中海油信息科技有限公司北京分公司 北京 100027；2. 中國(guó)船舶信息中心 北京 100101)

極地破冰船發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

張 羽1，李岳陽(yáng)2，王 敏2

(1. 中海油信息科技有限公司北京分公司 北京 100027；2. 中國(guó)船舶信息中心 北京 100101)

極地破冰船作為開(kāi)辟極地航道、資源開(kāi)采的必要裝備，是各國(guó)推進(jìn)極地戰(zhàn)略的重要抓手。本文重點(diǎn)介紹美俄等環(huán)北極國(guó)家近年來(lái)破冰船技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)，并以此對(duì)我國(guó)破冰船的發(fā)展給出啟示與建議。

破冰船；發(fā)展現(xiàn)狀；未來(lái)趨勢(shì)

0 引 言

近年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)北極爭(zhēng)奪日趨激烈，不僅搶奪北極航道，還進(jìn)行自然資源的爭(zhēng)奪，而作為北極航道開(kāi)辟、自然資源開(kāi)采的必要裝備，極地破冰船是各國(guó)推進(jìn)極地戰(zhàn)略的重要抓手，具有重要的戰(zhàn)略地位。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展規(guī)模

目前，世界上擁有極地破冰船的國(guó)家主要分布于近極地區(qū)域，包括俄羅斯、芬蘭、加拿大、瑞典、美國(guó)、中國(guó)、澳大利亞等16個(gè)國(guó)家。截至2016年，世界主要國(guó)家在役極地破冰船（馬力≥10 000 HP）共有約74艘（見(jiàn)表1）。綜合來(lái)看，環(huán)北極國(guó)家共擁有極地破冰船64艘，占全世界在役破冰船的86%，其余國(guó)家僅占約14%。

在這74艘極地破冰船中，俄羅斯擁有37艘，占比約50%（見(jiàn)圖1），是全世界擁有極地破冰船最多的國(guó)家，也是世界上唯一擁有核動(dòng)力極地破冰船的國(guó)家。目前，俄羅斯在役的37艘極地破冰船中，包括重型4艘，中型17艘，輕型16艘，其中常規(guī)動(dòng)力破冰船33艘，核動(dòng)力破冰船4艘（均為重型），主要由Rosatomflot公司、摩爾曼斯克航運(yùn)公司（MSCO）、Sovcomflot公司、GAZFLOT公司、SCF SW IRE PACIFIC OFFSHORE公司、遠(yuǎn)東船運(yùn)公司（FESCO）、NORILSK NICKEL公司等運(yùn)營(yíng)使用[1]。其中核動(dòng)力全部由Rosatomflot公司、摩爾曼斯克航運(yùn)公司（MSCO）運(yùn)營(yíng)。

美國(guó)曾擁有僅次于于俄羅斯的破冰船艦隊(duì)，包括“極地星”號(hào)、“極地海”號(hào)、“希利”號(hào)、“帕爾默”號(hào)和“艾維克”號(hào)5艘極地破冰船，其中“極地星”號(hào)更是全球破冰能力最強(qiáng)的常規(guī)動(dòng)力破冰船之一，其最大破冰厚度達(dá)6.4 m。然而美國(guó)在近25年來(lái)并沒(méi)有建造新的破冰船，如今隨著舊破冰船的退役，即便加上超期服役的“極地星”號(hào)也僅有4艘。

近年，加拿大、瑞典、芬蘭、丹麥也加大了極地破冰船建造力度。目前，加拿大擁有6艘，瑞典擁有6艘，芬蘭擁有6艘，丹麥擁有4艘，合計(jì)擁有極地破冰船22艘，約占世界在役破冰船的1/3。這4國(guó)不僅擁有規(guī)模不小的極地破冰船隊(duì)，而且均擁有自己的極地破冰船建造技術(shù)，芬蘭更是擁有世界一流的破冰船建造技術(shù)，承擔(dān)了大量其他國(guó)家破冰船的建造任務(wù)。

表1 世界主要國(guó)家極地破冰船數(shù)量與服役情況Tab. 1 General information of icebreakers in the world

此外，挪威、中國(guó)、澳大利亞、日本、德國(guó)、愛(ài)沙尼亞、智利、韓國(guó)、南非、拉脫維亞等共擁有在役極地破冰船11艘，合計(jì)不到世界在役破冰船的1/6。其中愛(ài)沙尼亞擁有的2艘極地破冰船，均是從芬蘭海事局購(gòu)買(mǎi)的退役破冰船，經(jīng)維修改造后再使用。除此之外，其他國(guó)家均只有1艘極地破冰船。

1.2 船體設(shè)計(jì)

極地破冰船的性能很大程度上依賴(lài)于船體設(shè)計(jì)，其直接影響極地破冰船的破冰能力、破冰效率以及對(duì)螺旋槳等重要部件的保護(hù)能力。當(dāng)前，極地破冰船船體設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是保護(hù)船體的重要結(jié)構(gòu)及部件。

1） 船體結(jié)構(gòu)

破冰能力、破冰效率以及對(duì)螺旋槳等重要部件的保護(hù)能力是極地破冰船設(shè)計(jì)考慮的核心因素。因此，首先在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，極地破冰船與一般海船不同。相較于一般海船，其不僅擁有更大的自重，而且長(zhǎng)寬比也更小，約為5∶1，而一般海船遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)比例，如“高月”級(jí)驅(qū)逐艦船長(zhǎng)為136 m，寬卻只有13.4 m。該設(shè)計(jì)使極地破冰船船身縱向短橫向?qū)?，具有更好的操縱性。

其次，為減少破冰過(guò)程中，碎冰對(duì)船體的損害，極地破冰船通常沒(méi)有減搖裝置和突出部分，并將船身設(shè)計(jì)為有利于保護(hù)舵和螺旋槳的結(jié)構(gòu)，防止倒車(chē)時(shí)舵和槳葉被海冰撞壞。

此外，為使破冰船更易沖上海冰進(jìn)行破冰作業(yè)，破冰船的船首一般設(shè)計(jì)為勺型，底部具有平緩的角度（約為15°），以提高破冰效率。

2）船體材料

為了防止低溫對(duì)船體的損害，在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般選取特殊低溫高性能鋼材，并在船首、船尾和水線(xiàn)附近對(duì)其進(jìn)行加厚。美國(guó)極地破冰船“極地星”號(hào)選取的鋼材，可抗–51.5 ℃的低溫。瑞典極地破冰船“奧登”號(hào)對(duì)船體進(jìn)行了加厚，最厚處鋼材厚度達(dá)6 cm。

3） 防腐涂料

為避免船體涂料因寒冷而受損，從而喪失對(duì)船體的保護(hù)能力，水線(xiàn)附近船殼一般使用特殊的防腐涂料，即抗冰漆。不僅有效地保護(hù)了船體，還有效減少了船體與冰的摩擦，提高了破冰效率。

1.3 推進(jìn)動(dòng)力

從動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展來(lái)說(shuō)，破冰船從蒸汽動(dòng)力、柴電動(dòng)力一直發(fā)展到核動(dòng)力，其推進(jìn)能力有了明顯提高。由于蒸汽動(dòng)力已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前各國(guó)極地戰(zhàn)略的需求，目前世界上大多數(shù)破冰船的動(dòng)力系統(tǒng)均采用了柴電動(dòng)力系統(tǒng)，而更先進(jìn)的則采用了核動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，如俄羅斯在建的“LK-60”號(hào)，單個(gè)反應(yīng)堆核能發(fā)電功率就達(dá)175 MW，全船推進(jìn)功率達(dá)60 MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了大多數(shù)柴電動(dòng)力的破冰船。然而，作為世界海洋強(qiáng)國(guó)，美國(guó)“極地星”號(hào)是現(xiàn)役推進(jìn)能力最強(qiáng)的柴電動(dòng)力破冰船，雖然其發(fā)電功率僅68.4 MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如俄羅斯核動(dòng)力破冰船，但其推進(jìn)功率達(dá)到驚人的81 000 hp，是目前世界僅有的推進(jìn)性能堪比核動(dòng)力破冰船的柴電動(dòng)力破冰船。

從推進(jìn)裝置上來(lái)說(shuō)，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)均是通過(guò)減速齒輪將動(dòng)力傳給固定螺距螺旋槳，這類(lèi)系統(tǒng)容易由于螺旋槳擊打船頭撞擊產(chǎn)生的碎冰而發(fā)生機(jī)械損傷。目前多數(shù)破冰船都改進(jìn)使用電氣傳動(dòng)裝置，將原動(dòng)機(jī)與推進(jìn)器分離以減少擊冰損傷，使得機(jī)艙設(shè)計(jì)更靈活，且不再需要傳動(dòng)軸和減速齒輪。與此同時(shí)，在螺旋槳周?chē)友b了噴嘴或?qū)Я鞴?，不僅更好地保護(hù)了暴露在外的螺旋槳，還改善了水體流動(dòng)，增加了推力。此外，目前最先進(jìn)的破冰船還采用了全向吊艙系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)懸掛于船體之下的封閉裝置，其中含有與螺旋槳直接相連的電動(dòng)機(jī)。全向吊艙可以做360°旋轉(zhuǎn)，從而迅速地朝任何方向施加推進(jìn)力。這種可旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器與船首的側(cè)向推進(jìn)器互相配合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)船只的動(dòng)態(tài)定位，大大提高破冰船在冰區(qū)和開(kāi)闊水域的機(jī)動(dòng)性。

1.4 破冰能力

毋庸置疑，破冰能力是極地破冰船最重要的參數(shù)之一，可分連續(xù)航行破冰能力和反復(fù)沖壓破冰能力[2]。目前，從動(dòng)力系統(tǒng)角度來(lái)看，大多數(shù)柴電破冰船其連續(xù)航行破冰能力在1.2 m以上，較為先進(jìn)的可破開(kāi)1.8 m厚的冰層，而核動(dòng)力系統(tǒng)破冰船可連續(xù)破開(kāi)2 ～3 m的冰層（俄羅斯“泰米爾”級(jí)連續(xù)航行下可破開(kāi)2 m厚的冰面，而動(dòng)力更強(qiáng)勁的“勝利50周年”號(hào)則可破開(kāi)3 m厚的冰面）。

然而，在連續(xù)航行破冰受限的情況下，破冰船會(huì)以反復(fù)沖壓的方法進(jìn)行破冰作業(yè)。一般來(lái)看，破冰船的反復(fù)沖壓破冰厚度通常是連續(xù)航行破冰厚度的2～4倍左右。如俄羅斯的“北極”號(hào)破冰船可連續(xù)破冰2.25 m，反復(fù)沖壓可破開(kāi)5 m厚的冰層；美國(guó)的“極地星”號(hào)，在3 kn的航速下連續(xù)破冰厚度為1.8 m，反復(fù)沖壓破冰厚度可達(dá)6.4 m。

此外，常用的輔助破冰設(shè)備/系統(tǒng)有沖水系統(tǒng)、氣泡系統(tǒng)、船體加熱設(shè)備和快速側(cè)傾系統(tǒng)等。例如世界上最大的核動(dòng)力破冰船“北極”級(jí)安裝有瓦錫蘭氣泡系統(tǒng)和快速側(cè)傾系統(tǒng)，氣泡系統(tǒng)可以將壓縮的空氣從船體底部噴出，使船側(cè)的冰塊受到向上的浮力作用，并隨著氣泡上升破裂，以此減少對(duì)船體的摩擦；快速側(cè)傾系統(tǒng)則可通過(guò)強(qiáng)大的抽水系統(tǒng)改變船體的重量分布，從而在冰密條件下使船體發(fā)生搖擺，擺脫兩側(cè)冰雪對(duì)船身的束縛。此外，俄羅斯“弗拉季斯拉夫·斯特里諾夫”號(hào)破冰船上安裝有船體加熱設(shè)備，可對(duì)低溫船體進(jìn)行加熱，避免船體結(jié)冰，從而避免船體鋼材因低溫導(dǎo)致韌性降低，同時(shí)避免船側(cè)碎冰再次凍結(jié)。

2 功能分析

一般來(lái)說(shuō)，破冰船最基本的功能是進(jìn)行破冰護(hù)航，但隨著各國(guó)對(duì)極地科考、資源開(kāi)發(fā)需求的增加，破冰船也作為平臺(tái)承擔(dān)有科學(xué)考察、海上支援等功能。

2.1 破冰護(hù)航

破冰護(hù)航作為極地破冰船的基本功能，多數(shù)極地破冰船主要用于極地破冰護(hù)航。當(dāng)今世界北極航線(xiàn)主要有俄羅斯北部沿海的“東北航線(xiàn)”，以及大部分航段位于加拿大北極群島海域的“西北航線(xiàn)”。隨著破冰能力的提高，又增加了一條穿越北極點(diǎn)的“跨極航線(xiàn)”，該航線(xiàn)的海冰最為密集且厚實(shí)，目前僅有少數(shù)高性能破冰船滿(mǎn)足其通航需求，能夠在夏季的幾個(gè)星期內(nèi)提供跨極旅行或科考；而在大部分時(shí)間內(nèi)，世界極地破冰船主要用于“東北航線(xiàn)”、“西北航線(xiàn)”，以及波羅的海等冰覆海域的破冰護(hù)航工作。其中，相較于波羅的海等局部冰覆海域的破冰作業(yè)，“東北航線(xiàn)”和“西北航線(xiàn)”對(duì)破冰船破冰護(hù)航能力有著更高的要求。目前，尚未有國(guó)家具有對(duì)北極各航道一年四季破冰護(hù)航的能力，但隨著全球變暖，北極海冰不斷減少，以及破冰船的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)北極航道的全年通航將指日可待。

2.2 極地科考

由于極地巨大的經(jīng)濟(jì)、戰(zhàn)略?xún)r(jià)值，以及在全球氣候變化中的重要作用，越來(lái)越多的國(guó)家加入極地科考隊(duì)伍，而極地破冰船作為極地科考平臺(tái)得到了大力發(fā)展。在破冰船中，多數(shù)是以破冰為主，兼顧有科考功能。還有一部分破冰船，是專(zhuān)用極地科考船，如美國(guó)“希利”號(hào)極地破冰船、瑞典“奧登”號(hào)極地破冰船，其極地科考能力與其設(shè)計(jì)用途、破冰能力和搭載設(shè)備有著很大的關(guān)系。

“希利”號(hào)是美國(guó)最具代表性的極地科考船，主要服務(wù)于北極海域，在役期間主要承擔(dān)了北極水下潛航器測(cè)試、燃料運(yùn)輸、北冰洋和白令海大陸架觀察、氣候變化數(shù)據(jù)收集、海冰巖石樣本收集等任務(wù)。船上設(shè)有5個(gè)科考實(shí)驗(yàn)室，分別為主實(shí)驗(yàn)室、濕度實(shí)驗(yàn)室、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、電子實(shí)驗(yàn)室及氣象實(shí)驗(yàn)室，且配備了各種實(shí)驗(yàn)器材、工具、傳感器和樣本采集器等。在“希利”號(hào)左右兩舷還安裝了2個(gè)鉸鏈?zhǔn)狡鹬貦C(jī)，分別可吊裝4.5 t（港口側(cè)）和14 t（右舷側(cè)）的貨物。此外，該船上還配備了1艘北極勘察船和2艘剛性充氣船，能夠獨(dú)立進(jìn)行科考作業(yè)。此外，“希利”號(hào)上還可搭載直升機(jī)2架，為附近的科考站進(jìn)行人員運(yùn)輸及物資補(bǔ)給。

瑞典“奧登”號(hào)破冰船建造于1989年，最初用于波士尼亞灣貨運(yùn)航線(xiàn)的破冰任務(wù)?，F(xiàn)定位專(zhuān)用極地科考船，且從2007–2010年連續(xù)4年對(duì)南極開(kāi)展了科考旅行。該船配備的科考設(shè)備主要有Kongsberg EM 122多波束測(cè)深儀（頻率為12 kHz）、Kongsberg SBP120海床基斷面儀（深度范圍50～1 100 m）、SMHI氣象站、A型架構(gòu)、絞車(chē)、船載實(shí)驗(yàn)室以及先進(jìn)的導(dǎo)航設(shè)備等。

2.3 海上支援

破冰船為往來(lái)極地的船只開(kāi)辟航路、保駕護(hù)航的同時(shí)，也承擔(dān)著支援、救助、補(bǔ)給的任務(wù)。大多數(shù)破冰船都配備了搜救雷達(dá)和救生艇，可在緊急情況下承擔(dān)救援任務(wù)，部分還配備有直升機(jī)，可獨(dú)立執(zhí)行海上支援或救援任務(wù)。此外，一些破冰船上還配備了拖曳設(shè)備及起重設(shè)備，以便對(duì)附近的船只提供及時(shí)的救援補(bǔ)給。

目前，部分先進(jìn)的破冰船更是配備了溢油回收裝置。例如俄羅斯斜破冰船“波羅的?！碧?hào)，該船由芬蘭赫爾辛基造船廠和俄羅斯Yantar JSC造船廠聯(lián)合建造，于2013年正式交付?！安_的?！碧?hào)設(shè)計(jì)用于破冰護(hù)航、拖曳船只或漂浮設(shè)施、滅火及各種救援活動(dòng)。其最顯著的特點(diǎn)就是其非對(duì)稱(chēng)的斜側(cè)結(jié)構(gòu)，該設(shè)計(jì)使其不但可以側(cè)向行駛破冰，開(kāi)辟更寬的航路（側(cè)向行駛可破冰厚0.6 m），而且在原油泄漏時(shí)，不對(duì)稱(chēng)船體的垂直側(cè)可以用作大清掃臂，當(dāng)船舶傾斜地通過(guò)油膜移動(dòng)時(shí)，該清掃臂將浮在表面上的油引導(dǎo)到內(nèi)置的撇渣器內(nèi)，從而進(jìn)行溢油回收作業(yè)。

3 發(fā)展趨勢(shì)

3.1 更新計(jì)劃

截止到2016年，世界主要國(guó)家在建極地破冰船3艘，計(jì)劃建造13艘，其中俄羅斯在建2艘，計(jì)劃建造6艘，是全世界計(jì)劃建造極地破冰船最多的國(guó)家，也是唯一在建和計(jì)劃建造核動(dòng)力破冰船的國(guó)家。預(yù)計(jì)到2020年底，俄羅斯將擁有極地破冰船45艘，包括8艘核動(dòng)力，將繼續(xù)是世界上唯一擁有核動(dòng)力極地破冰船的國(guó)家。

目前，俄羅斯在建的極地破冰船包括1艘“LK-60”級(jí)核動(dòng)力破冰船和1艘“維克托·切爾諾梅爾金”號(hào)（Viktor Chernomyrdin）柴電動(dòng)力破冰船。通過(guò)對(duì)比（見(jiàn)表2和表3），可知俄羅斯在建破冰船在船型結(jié)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)等性能參數(shù)上都有了很明顯的提升，船舶自動(dòng)化程度有了較大提高。

表2 “LK-60”級(jí)（在建）與“北極”級(jí)核動(dòng)力破冰船參數(shù)對(duì)比Tab. 2 Technical com parison between “LK-60” and“Arktika” icebreakers

表3 “維克托·切爾諾梅爾金”號(hào)（在建）與“摩爾曼斯克”號(hào)柴電動(dòng)力破冰船技術(shù)參數(shù)對(duì)比Tab. 3 Technical com parison between “V iktor” and“Murmansk”

與此同時(shí)，美國(guó)只有1艘可以在北極長(zhǎng)期航行的極地破冰船且2019年即將退役。目前，美國(guó)僅計(jì)劃建造1艘極地破冰船，與美國(guó)北極戰(zhàn)略發(fā)展嚴(yán)重不符。不過(guò)，美國(guó)已經(jīng)逐漸意識(shí)到極地破冰船的重要性。

最近，美國(guó)海軍造船基金擬提供10億美元為海岸警衛(wèi)隊(duì)建造極地破冰船，這是美國(guó)25年來(lái)建造的第1艘極地破冰船。同時(shí)，在美國(guó)白宮的不斷呼吁下，美國(guó)國(guó)會(huì)已將極地破冰船再注資計(jì)劃納入2017財(cái)年國(guó)防撥款法案，美國(guó)新極地破冰船建造的準(zhǔn)備工作正式啟動(dòng)。與此同時(shí)，美國(guó)智庫(kù)與學(xué)者也已開(kāi)始了對(duì)核動(dòng)力極地破冰船建造必要性的論證，把核動(dòng)力極地破冰船建造提升了議程。

此外，芬蘭、加拿大、澳大利亞、德國(guó)、挪威和英國(guó)也有極地破冰船建造計(jì)劃。

3.2 破冰技術(shù)發(fā)展

從傳統(tǒng)的單一功能型破冰船到如今核動(dòng)力、多功能型破冰船，破冰船無(wú)論是在破冰性能還是其他功能上的發(fā)展都顯而易見(jiàn)。總結(jié)幾十年來(lái)破冰船技術(shù)的演變。主要的發(fā)展方向在以下4個(gè)領(lǐng)域：船體設(shè)計(jì)、輔助破冰能力、推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、雙向破冰設(shè)計(jì)。

1）船體設(shè)計(jì)

在幾十年、上百年的發(fā)展過(guò)程中，為了能適應(yīng)更加惡劣的海冰環(huán)境，具有更強(qiáng)的破冰能力、更大的體積與排水量一直是極地破冰船船體設(shè)計(jì)的追求目標(biāo)，未來(lái)仍將是其在船體結(jié)構(gòu)方面的主要發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，隨著新型造船材料的不斷涌現(xiàn)，高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕和耐低溫的新型鋼材或其他復(fù)合型材料將被廣泛使用。

2）輔助破冰能力

在近50年里，為提高極地破冰船破冰能力，發(fā)展了多種輔助破冰系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)僅應(yīng)用在個(gè)別較為先進(jìn)的破冰船上，尚未普及。未來(lái)，如船體加熱設(shè)備、快速側(cè)傾系統(tǒng)等輔助破冰系統(tǒng)將發(fā)展為極地破冰船的標(biāo)準(zhǔn)配置，促進(jìn)新型輔助破冰系統(tǒng)的發(fā)展。

3）推進(jìn)裝置設(shè)計(jì)

破冰船的發(fā)展離不開(kāi)推進(jìn)裝置的發(fā)展，全向吊艙系統(tǒng)作為新型推進(jìn)裝置，可實(shí)現(xiàn)360°全向推進(jìn)，并在船首側(cè)向推進(jìn)器配合下，可實(shí)現(xiàn)船只動(dòng)態(tài)定位，大大提高破冰船在冰區(qū)和開(kāi)闊水域的機(jī)動(dòng)性，是極地破冰船推進(jìn)裝置的主要發(fā)展方向。

4） 雙向破冰設(shè)計(jì)

近年來(lái)極地破冰船技術(shù)領(lǐng)域中最具創(chuàng)新性的概念要屬雙向破冰設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)使破冰船在前進(jìn)時(shí)具有標(biāo)準(zhǔn)的適航特征，可以保持良好的航速，適合連續(xù)破冰作業(yè)；而在反向行駛時(shí)，又具有適合反復(fù)沖壓破冰作業(yè)的船尾形態(tài)。這種設(shè)計(jì)賦予了受困破冰船從冰層脫困的能力，同時(shí)也大大提高了其破冰效率，在未來(lái)破冰船的設(shè)計(jì)建造中有著更好的發(fā)展前景。

4 啟示建議

4.1 進(jìn)行新極地破冰船建造

俄羅斯和美國(guó)等環(huán)北極國(guó)家都擁有專(zhuān)業(yè)化的極地破冰船艦隊(duì)，它們既擁有可常年在北極進(jìn)行破冰，保持航道暢通的北極極地破冰船，也擁有可常年在南極進(jìn)行科學(xué)考察和提供物資補(bǔ)給的南極極地破冰船。而我國(guó)僅有1艘極地破冰船，每年僅能進(jìn)行1次南極科考物資補(bǔ)給，每2年才能進(jìn)行1次北極科考，已經(jīng)無(wú)法完全滿(mǎn)足我國(guó)極地研究與戰(zhàn)略發(fā)展需要。對(duì)此，我國(guó)急需進(jìn)行新的極地破冰船建造。

4.2 發(fā)展輕型、中型和重型系列化極地破冰船

與俄羅斯、美國(guó)等國(guó)家對(duì)比（見(jiàn)表4），我國(guó)“雪龍”號(hào)破冰船無(wú)論在破冰能力還是續(xù)航能力上，均有著明顯差距。這種差距既增加了極地科考成本，又嚴(yán)重制約了極地科考的效率。

表4 世界典型極地破冰船性能對(duì)比Tab. 4 The comparison of performance among major icebreakers in the world

目前，俄羅斯擁有輕型極地破冰船16艘，中型17艘，重型4艘。同樣，美國(guó)擁有輕型1艘，中型2艘，重型1艘，而我國(guó)僅有1艘輕型極地破冰船，無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)船隊(duì)在北極航道的通航需求，需發(fā)展系列化極地破冰船。

4.3 提高極地破冰船自主設(shè)計(jì)、制造能力

我國(guó)目前尚未完全掌握極地破冰船設(shè)計(jì)、建造技術(shù)，唯一的極地破冰船“雪龍”號(hào)也是從烏克蘭購(gòu)買(mǎi)的。即便是目前剛剛開(kāi)建的首艘自行建造極地科學(xué)考察破冰船，一些核心設(shè)備仍然依靠國(guó)外進(jìn)口。為適應(yīng)我國(guó)北極戰(zhàn)略發(fā)展需求，急需提高極地破冰船自主設(shè)計(jì)、制造能力。

4.4 進(jìn)行核動(dòng)力極地破冰船技術(shù)研究

目前，俄羅斯作為世界上唯一擁有核動(dòng)力極地破冰船的國(guó)家，在役核動(dòng)力極地破冰船4艘，在北極航道護(hù)航、資源開(kāi)采等領(lǐng)域擁有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。同樣，美國(guó)也意識(shí)到核動(dòng)力極地破冰船的重要性，展開(kāi)相關(guān)討論。因此，我國(guó)也應(yīng)展開(kāi)核動(dòng)力極地破冰船相關(guān)技術(shù)研究，支撐我國(guó)進(jìn)行北極航道護(hù)航、資源開(kāi)采，支撐我國(guó)北極戰(zhàn)略發(fā)展。

[1]楊燮慶. 俄羅斯破冰船和冰海商船開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀[J]. 船舶,2002(4): 5–7.

[2]沈權(quán), 趙炎平. 破冰船技術(shù)及幾種破冰方法[J]. 航海技術(shù),2010(1): 5–7.

Overview and trend of the icebreakers

ZHANG Yu1, LI Yue-yang2, WANG M in2
(1. CNOOC Information Technology Co., Ltd., Beijing Branch, Beijing 100027, China;2. Shipbuilding Information Center of China, Beijing 100101, China)

As the essential equipment to assist the shipping and resources exploitation, icebreakers are the key to advance the Arctic strategy. This article focuses on the current development and future trend of the icebreaker technology in Russia, the United States and other surround-arctic countries. Finally, the enlightenments and suggestions to the development of icebreakers in our country are given.

icebreakers；development；trend

U665

A

1672–7649(2017)12–0188–06

10.3404/j.issn.1672–7649.2017.12.040

2017–10–26

張羽(1984–)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測(cè)。