破冰船：体大力沉的冰海拓路者

◀波罗的海号破冰船。 资料图片

在近极地区域国家，近年来都在纷纷加强破冰船的建设与运用。那么，什么是破冰船？它如何工作？又有着怎样的发展前景？让我们一起揭开破冰船的神秘面纱。

“铜头铁骨”，志在破冰

破冰船为什么能破冰？简而言之，破冰能力来自它的“铜头铁骨”。自诞生之时，它的构造就经过了科学设计，处处向有利于破冰聚焦。

一般来说，破冰船的外形粗短，船艏采用钝舰艏设计，在船艏、船艉及水线处进行加厚处理，船艏底部带有向前收起的坡度，借此获得更好的破冰能力与适航性。

对稍厚的冰层，破冰船通常采用重力破冰方式。破冰船会先向船艉压载水仓注水，使圆弧形的船艏翘起，向前航行压上冰面，利用船体自身重力压碎冰层。如果冰面过厚，无法靠船体重力压碎，则再通过向船艏压载水仓注水增加重力，以压碎冰层。

但对较薄的冰区，破冰船凭借船体的刚性和航行惯性就可撞碎船头前的冰层，继续前行。这种方式，对破冰船的框架尤其是船艏所用钢材强度有很高要求。

破冰船能破冰，还和其动力强大有关。航空界有一句话，只要推力大，板砖也能飞上天。对破冰船来说，体大力沉、动力强劲是其敢向冰海行的底气与根本所在。这也是俄罗斯在积极发展常规动力破冰船基础上，又推出第三代、第四代核动力破冰船研制项目的原因。

在加大动力的同时，一些类似“使巧劲”的推进装置也得到应用，如芬兰一家公司为俄罗斯研制的波罗的海号破冰船采用了吊舱式推进器，其在吊舱内部安装电机，将推进器与操舵装置相结合，能够使船只横向移动、原地旋转和多向航行。

当然，面对无边无际的冰海，破冰船也有束手无策的时候，这时候船员只能静待冰“开”或对外求援。于是，续航力、自持力以及通信导航水平，对破冰船来说就显得格外重要。

想方设法，提高效能

多年来，随着相关需求的牵引，与破冰有关的新理念或新概念接连涌现。

2013年，波罗的海号破冰船下水。与其他破冰船不同，该船采用了新颖的侧向破冰船体设计。该船船体为非对称结构，两个舷侧采用不同形状以达成特定功能：一侧为垂直平面，适用于舷侧和船艏的溢油回收；另一侧则为垂直于水平面的曲面，使得该船在具备船艏、船艉破冰能力的同时，拥有了横向破冰能力，一次性可开拓出最大宽度为50米的航道，相当于两艘传统破冰船同时作业的效能，并能够以3节的航速在1米厚的冰区航行。

我国的极地科考破冰船“雪龙2号”则采用了船艏、船艉双向破冰技术。该船船体前方装有两个侧推器，后方装有两个360度回转吊舱，通过吊舱和侧推的共同作用，可以进行动力定位，并实现船体在冰区360度自由转动的能力。如此设计，不仅可使破冰船机动性更强，防止被困冰区，还能借助反复转动推进器方向，借助强大水流冲走移动的海冰，使进退变得相对容易。

目前，半潜式破冰船的理论研究趋于成熟。和以前苏联科学家在这方面的思路基本一致，该船基本原理是利用半潜式船体潜入预定深度，然后快速排出压载水，利用自身浮力，借助船体上的破冰结构，将冰层顶破。相关研究表明，这种破冰方式效率更高，适用对5米厚的冰层进行破冰作业。

除了形态各异的船体设计，一些特殊的涂料和涂层也被用于破冰船的研制。

不仅如此，船舶设计师还为破冰船增添了许多辅助设备，增加或改善其在冰区中的航行和破冰能力。

喷水融雪。积雪除了增加破冰难度外，还增加了破碎海冰的附着力，使破冰变得更加困难。为此，日本破冰船白濑号就使用船艏喷水装置来冲洗积雪，以减少其对破冰作业的影响。

气泡减阻。与喷水融雪相比，加拿大破冰船在破冰过程中则是使用气泡来降低海冰附着船身的程度。破冰过程中，大功率的空气吹送装置会向船舷外吹出空气，在船身周围产生大量气泡，来减小海冰附着船体而产生的摩擦。

压载水调拨。通过改良压载水仓来实现快速调拨压载水改变船舶的浮态，除了使船舶艏艉依次变重，还可以通过左右摇晃来破坏艏前艉后及两舷舷侧处的海冰，进而达到破冰效果。

近年来，为了开辟日益重要的极地冰区航道，相关国家加强了对破冰船的立项、研制与列装。在此过程中，破冰船的发展显露出一些鲜明特点：一是常规动力破冰船发展势头不减，核动力破冰船方兴未艾；二是传统难题依旧存在，材料因素仍是制约破冰船发展的关键；三是破冰船开始携枪带炮，武装化趋势明显；四是模块化，多功能化倾向日益明显。

（摘编自《解放军报》）