简述破冰船的发展之旅

pacific113

与悠久的常规船舶的历史相比，破冰船的历史像飞机一样年轻，它的历史是在100多年前才翻开的。目前，世界上公认的最早破冰船是1872年在汉堡建造的“破冰船I”号。该船在冬季易北河结冰时用于破冰，为促进北欧贸易的发展作出了贡献。但是，也有记录表明，在1870年，芬兰湾内的喀琅施塔得港就已用带破冰型船艏的领航一拖航船开辟航道了。
　　
如果以北极点为中心向四周眺望，那里到处都是永久冰、浮冰、流冰覆盖着的海域。从俄罗斯、加拿大、阿拉斯加、斯堪的纳维亚等地区乘船进入北极圈，就要面对这片1400万平方公里的广袤海域。因此，破冰就成了这些国家船舶航行的当务之急。　　
　　


经典回眸　　
　　
俄罗斯自1900年以来，为了进出远东地区、开辟北方航路，建造了大批外海破冰船。早期的破冰船有“叶尔马克”号、“西比里亚科夫”号和“西伯利亚”号等。其中，前苏联的破冰船“西比里亚科夫”号于1932年完成了沿北极海域到海参崴的东北航路的航行。此后，为了加强北方地区的军事行动，该国继续建造了“船长”级、“莫斯科”级等破冰船。在原子能破冰船方面，他们于1956年建造了“列宁”号破冰船，此后又建造了“北极”号、“俄罗斯”号、“亚马尔”号等原子能破冰船。这些船的建成，为延长东北航路的冬运期作出了贡献。
　　
波罗的海一直以来就是破冰船活动的舞台。芬兰的克瓦纳一马萨船厂自1939年首次建造破冰船以来，大量建造了用于波的尼亚湾的破冰船，以及“列宁”号、“泰梅尔”号等前苏联的主要破冰船。1981年，该厂在波的尼亚湾的瓦沙港，对带瓦斯船艏的改装破冰船“马克斯·瓦尔德克”号进行了破冰试验。瓦斯船艏是一种箱形船艏，底部设有冰刀，能在冰上切开冰面，让破碎的冰块流过船底，滑入船体两侧未破碎的冰面下，使螺旋桨很少接触破碎的冰块。1998年，德国建造了多用途破冰船“新作”号，用于在北海和波罗的海西部进行破冰支援、浮标补给、海洋环境治理、应急拖航、消防作业等破冰活动。
　　
加拿大为了便于圣劳伦斯湾沿岸与爱德华太子岛、纽芬兰岛之间的船舶航行、邮政服务，实现五大湖火车渡船，制定了扩大破冰船规模的计划。1980年，该国建造了新型支援破冰船“基戈廖克”号，其形似扩孔器的勺形船艏引人注目。这种船艏的水线面比舯部还宽，从而减轻了船体与冰块的摩擦力，降低了破碎冰的阻力，提高了船舶的回转性能。目前，该国拥有多艘1万马力以上的破冰船，可在五大湖、圣劳伦斯水道、北极圈活动。
　　
第二次世界大战以前，美国只有小型破冰船“熊”号服役。二战期间，为了加强北极圈的防务，他们又于1942年建造了“斯托里斯”号破冰船，并在格陵兰岛和拉布拉多半岛之间使用。二战以后，美国增强了对北极和南极的军事、贸易、科学等领域的关注，建造了大型破冰船“冰川”号，从事南极观测站的设置和调查研究活动。1969年，该国又以发现阿拉斯加石油为契机，将小麦运输船“曼哈顿”号改装为11．5万吨的商用破冰船，从美国东海岸经加拿大多岛海域到阿拉斯加进行了两次航海试验。以此为起点，现代破冰船工艺得到大发展，大功率的高质量破冰船不断出现。　　
　　
发展脉络　　
　　
早期的小型破冰船使人看到了未来的破冰船的雏形和改进的方向。“曼哈顿”号破冰船的试验航行取得了成功，又大大促进了现代破冰船工艺的发展，从而出现了一批大功率的高质量破冰船。这些破冰船的特点是，破冰能力高、船舶尺度大、船艏倾角小，可在冰上以压断冰面的方式连续破冰。这一阶段，除了采用勺形船艏和瓦斯船艏以外，为了减轻雪覆冰、碎冰块的摩擦阻力、提高破冰能力，船上还使用了船体)中洗、空气润滑等系统，改进了推进系统，采用了可变螺距螺旋桨和全方位吊舱式推进器。


　　
在冲撞破冰时，螺旋桨反复正转、反转，频繁地前进和后退。这就要求推进系统具有足够的耐转矩的能力。长期以来，破冰船一直使用交流一直流方式的电力推进系统，即从柴油发电机得到交流电，将交流电转变为直流电，用直流电转动直流电机，驱动固定螺距螺旋桨。但是，随着电力设备的发展，使用交流一交流方式的电力推进系统的破冰船增多了。这种系统用发电机发出的交流电来转动交流电机，驱动螺旋桨。比较而言，交流一交流方式的电力推进系统可以简化设备，提高可维护性，缩小占用空间。
　　
同时，虽然固定螺距螺旋桨经济性高，但回避不了转速降低时转矩增大的问题。相反，可变螺距螺旋桨由于能在船舶高速行驶时，在保持原有的转速的同时，通过桨叶螺距的变化推动船舶前进、后退或增减推力，避免了转速降低时转矩增大的问题。这已在越来越多的破冰船上得到了应用。另外，在可变螺距螺旋桨上安装导流罩，可以减少冰海航行时冰块的流入，避免桨叶的破损。
　　
近年来，造船界又出现了一种兼具推进器、舵、侧推器作用并能全方位旋转的吊舱式推进器。这是一个具有鱼雷形状并由交流电机驱动的推进器，由于能旋转360度，所以转艏能力极佳。芬兰的“芬尼卡”号、德国的“新作”号破冰船上就装备了这种带导流罩的全方位吊舱式推进器。
　　
此外，在“尤库”号和“卢尼”号破冰型油船的实船试验中产生了一个新的概念——双向推进式油船。这是一种船艏通常为球鼻艏，船艉带全方位吊舱式推进器的破冰型油船。在无冰海域，油船按正常的前进方向航行，但在有冰海域，则船艉朝前，以后退状态破冰航行。2002年9月，由日本住友重机公司建造完工的“胶画”号就是这种船型的代表。
　　
其实，这一概念的雏形产生于100多年以前。当时美国的火车渡船“圣伊克纳斯”号和“圣玛丽”号就装备了船艏螺旋桨，用螺旋桨破碎船艏附近的冰面，增强了渡船的破冰能力，从而被称为“美国型破冰船”。今天的双向推进式油船的概念，融合了100多年以前的“美国型破冰船”以及最新的全方位吊舱式推进器等科技成果，使人更清晰地看到了现代破冰船工艺的发展脉络。





世界首艘核动力破冰船“列宁”号成为博物馆



世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号（SSN-571）由美国设计制造，于1955年1月17日第一次下水。仅过几年，1959年9月12日世界上第一艘核动力水面舰艇问世，这是一艘苏联破冰船——“列宁”号，比美国制造出第一艘核动力水面舰艇导弹巡洋舰“长滩”号（CGN-9）早了两年多时间。

“列宁”号是世界上第一艘核动力水面舰艇，建造于1956年8月24日。排水量19万吨，长度134米，宽 度27.6米，高度16.1米，速度达33公里/小时。船上备有1050个船舱。“列宁号”主要担负的是在北海航线上的破冰和引导运输船只的任务。在该航线上“列宁号”共服役达30年，在此期间共行驶654400海里，其中破冰里程达560600海里，共引导过3741艘货船的运输，没有出现过一次事故。

发生切尔诺贝利事故之后，“列宁号”于1989年被暂停使用。2009年5月，“列宁”号在俄罗斯摩尔曼斯克正式光荣退役。

[ 本帖最后由 pacific113 于 2009-8-22 11:43 编辑 ]

山门老爷车

知识共享谢谢楼主!!!

huangjiaoyewai

我要拿来开开，去北极玩玩

winsord

谢谢楼主普及科学知识。