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這種船我們終於能造了!此前中國只有一艘,還是進口的

原標題:這種船我們終於能造了!此前中國只有一艘,還是進口的


渤海地區破冰船發展


20世紀初,海河航道每到冬季因冰凍而斷航,給天津的商業貿易造成巨大損失。1911年5月,天津洋商總會首次向海河工程局提出,利用破冰船保持海河冬季通航。1912年,海河工程局首次在江南造船廠訂購了2艘破冰船。1913年首制「通凌」號鋼質破冰船建成。江南造船所設計和建造的「通凌」號破冰船,解決了淺吃水與船體重的矛盾,既能適應海河的條件,又能順利執行破冰任務。


該船船長39.15米(128.5英尺),型寬8.39米(27.5英尺),型深4.27米(14英尺),吃水2.75米(9英尺),排水量470噸,主機功率527千瓦(700馬力),使用良好。1913年11月,新建造的破冰船「通凌」和「開凌」首次在海河進行破冰作業。之後海河工程局又陸續建造了「沒凌」、「清凌」、「工凌」和「飛凌」4艘破冰船。1935年12月至1936年3月,天津港發生了海河工程局成立以來最嚴重的冰情,冰厚達0.3米至0.6米,有的船舶被冰凌圍困長達一個多月,由於有通凌號等破冰船晝夜撞冰,先後營救65艘船舶脫險。抗戰期間,日偽霸佔海河工程局,破冰船「通凌」在渤海灣老鐵山附近觸雷沉沒,其餘幾艘解放後仍在使用。


江南造船所為天津製造破冰船的成功,引起有關方面的重視。沙俄的海參威港也向江南造船所訂造兩艘破冰船,長34.12米(112英尺),型寬6.7米(22英尺),型深3.5米(11.5英尺),吃水2.4米(8英尺),排水量375噸。一艘名「引擎」號,一艘名「麥士門」號,造價每艘規銀13750兩。

我國的海冰以渤海北部最重,鴨綠江口附近次之,渤海南部最輕,營口、葫蘆島、普蘭店等港灣較重,常年冰期約3個月,冰厚20~40厘米。一般說來,我國的海冰並不嚴重,但在特殊天氣下也會形成嚴重的冰封。新中國成立以後我國的破冰需求不強,也一直未新建專業破冰船。1969年,我國渤海出現了史上罕見的「大冰害」。海冰強大的衝擊力把我國「渤海2號」石油鑽井平台(海二井)攔腰撞斷,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。在當時,海軍和上海救撈局組織「海拖221」,「煙救9號」、「津救3號」 等十幾艘救助船在天津港外破冰開航道,先後搶救和護送船舶131艘。渤海冰凍的消息傳到北京後,周恩來總理當即批示,一定要建造出自己的破冰船。



1969年渤海冰災紅救九號救助船搶救遇險船舶



六機部軍管會將設計和建造任務下達給求新造船廠。1970年2月1號,由求新造船廠設計建造的新中國自製的第一艘271型破冰船「海冰722」號交船,該船總長84米,垂線間長76米,型寬15米,型深6.8米,吃水5米,航速16節,排水量3191噸,續航率1萬海里,主機為功率1939.6千瓦(2600馬力)柴油機2台。該船最大破冰厚度為1米;船上有修理設備,並能多帶油、帶水,若有遇難船舶能及時進行補給,還能拖帶萬噸級船舶,獲1977年上海市重大科技成果獎,1978年全國科學大會獎,1978年上海市造船工業局重大科技成果獎。該船2013年6月退役,40多年來共完成冰情調查任務42次,營救地方船隻20餘艘,參加大型任務30餘次。



271型破冰船海冰721號,該船于海冰722建成之後不久就建成。



海冰273號破冰船,總長102米,兩柱間長93米,型寬17米,型深7.2米,吃水5.2米,排水量4417噸,速率1.8米,續航力1萬海里,自持力30晝夜,主機9缸43/82型柴油機2台。該船最大破冰厚度為1.2米,1982年12月由中華造船廠交船。


1986年2月,中國遠洋公司的3條貨船被冰封在朝鮮大同江的南浦港。向國內告急後,海冰723船奉命前去營救,當時港內海水含鹽量5‰,接近淡水,冰質堅硬,冰層厚度為1.5~1.8米。而破冰船的最大破冰能力是0.8~1.5米,超過了船的破冰能力。起先他們用船艏衝撞破冰,但收效甚微。後來改用倒車以船艉撞冰和螺旋槳攬拌,一步一步艱難地靠近被困的船隻。前後苦戰16天,圓滿地完成援救任務,受到了遠洋公司通電錶彰,並榮立集體一等功。該船退役後移交海警,改名為中國海警1411。


2017年1月,中國海警1411船進行渤海冰情調查



中海油下屬濱海266號破冰型三用工作船,該船具備破冰厚度60厘米能力,我國中海油,中石油,中石化均有類似船舶,其中中海油最多,目前共有13艘,負責黃渤海地區海洋平台的運輸及周圍破冰工作,但破冰能力有限。



破冰型三用工作船在浮冰環繞的渤海灣航行


天津港、秦皇島港等北方港口還有數十條具有一定破冰能力的港作拖輪,主要用於冬季港區的破冰工作。我國北方型公務執法船包括海巡船,海警船通常有B級冰區加強,具有一定的抗浮冰能力,在緊急情況下也能進行巡航破冰。



2010年1月,我國渤海出現30年來最嚴重的海面結冰災情,浮冰範圍最大達到108海里,平整冰最大厚度達到40厘米,給渤海灣各港口的海上交通運輸造成巨大的影響,大量的貨運船舶被困,因當時國內專業的破冰船不足,造成了很大的經濟損失。


北海救118號破冰型救助船,2016年1月15號由中船黃埔文沖船舶有限公司向交通運輸部北海救助局交付,該船由上海船舶研究設計院設計,具有破1m厚冰層的能力。具有破冰能力的該型船目前共有三艘,入列之後提高了我國渤海地區的冰區救助能力。



我國新一代破冰船海冰722船2015年底入列。該船為第一艘272型破冰船,由701所上海分部設計,2013年11月在第四八一○工廠開工建造開工建造,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,續航達7000海里,入列後,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。其姊妹船海冰723也於2016年初入列。


極地科考船發展史


1984年11月,中國首次南極考察編隊開始向南極進發,考察編隊由兩船兩隊組成,即向陽紅10號科考船和海軍J121號船(現在的861長興島號打撈救生船)。由於向陽紅10號沒有破冰能力,不能深入到冰情嚴重的極地航行,在完成亞南極地區的喬治王島上的長城站建站任務時,受到強氣流的影響,船體在劇烈的顛簸中受到損傷,經檢測不符合極地船的整體強度要求,就退出了南極考察隊伍。



向陽紅10號科考船


由於第一代極地科考船滿足不了極地考察的需要,而極地考察站補給又不能中斷,南極考察委員會1985從芬蘭EFFOA船舶公司購買了具有抗冰能力的雜貨船雷亞號,該船由芬蘭勞馬船廠1971年建成,具有 1A級破冰能力,能破冰80cm。購入後由滬東造船廠進行了改裝,共花費750萬元,主要加裝了人員住艙,極地科考設備以及直升機平台機庫、減搖裝置,首側推,更新了導航設備和通信設備。經過改裝使該船成為一艘多功能、多用途、綜合性並適宜於高緯度高嚴寒海域航行的科學考察船。改裝工程於1986年9月完工並命名為「極地」號,這是我國第二代極地科考船。由於極地號破冰能力較差,一般情況下只能在冰密度小於5成的浮冰區航行,在執行南極科考任務時,更多地是等待時機。南極冰層常年不化,為極地號完成考察任務設置了巨大的障礙。



被海冰圍困的極地號


第三代極地考察船「雪龍」號由烏克蘭赫爾松船廠在1993年3月25日完成建造的一艘維他斯·白令級極地運輸船,滿載排水量21250噸,船長167米,寬22.6米,滿載吃水9米,最大續航能力為19000海里。最大航速17.9節,抗風能力為12級以上,能以1.5節的速度連續破1米厚的冰 0.2米的雪,核定乘員120人,共有16600立方米的包裝貨物艙和290立方米的冷藏艙。還可裝載9隻20英尺的集裝箱和166隻40英尺的集裝箱,55立方米的特別艙用於運輸易燃易爆物品,為極地考察提供後勤物資運送。1994年由滬東船廠改裝而成極地科學考察兼運輸補給船,替代原有的極地號科學考察船,是我國目前破冰能力最強的船舶,主要負責極地科考任務,在服役期間經過多次改裝。2014年1月2日完成對俄羅斯「紹卡利斯基院士」號被困52名乘客救援工作後,「雪龍」船準備回撤時被困,後自行脫困。2017年9月23日,正在北極海域執行科考任務的雪龍號上的一位科考隊員手臂骨折,雪龍號船上無法進行全面治療並隨及向美國海岸警衛隊求助,美國海岸警衛隊使用直升機將手上人員送往岸上治療。



我國新型極地科考船雪龍2號,該船由芬蘭阿克北極技術公司完成初步設計,708所負責詳細設計,2016年12月20日開工,2017年9月26日開始連續生產,被分解為114個分段分別建造,然後合成11個大分段搭載。本船船長122m,型寬22.3m,型深11.8m,吃水7.85m,設計排水量14000噸,經濟航速12節,最大航速15節,具備雙向破冰能力,CCS和LR雙船級,具備PC3級破冰能力,在3節航速下可破1.5m厚層冰加0.2m雪,續航力2萬海里,自持力60天,定員90人(船員41人),抗風能力12級,具備DP2級動力定位系統,搭載兩架直升機,首部有一個可以裝20個20英尺標準集裝箱的貨艙,具備600平方米的科學調查甲板和580平方米的實驗室,配備10個集裝箱實驗室,設置月池,採用電力推進系統,主發電機為2台瓦錫蘭8L32柴油機(功率4514KW)和2台瓦錫蘭12L32柴油機(功率6796KW),採用2套7500KW的ABB全迴轉吊艙推進器,設有兩台首側推,艏部布置有底部突出的箱型龍骨,多波束換能器安裝區域位於箱形龍骨區,且底部具備防冰和透聲功能。其主要結構採用EH36高強度鋼,部分區域採用EH50高強度鋼。



雪龍2號開工儀式


本船裝備目前國際先進的海洋環境和地球物理調查設備,具有科考操控支撐系統、科考吊機、深水多波束測深系統、淺水多波束測深系統、聲學多普勒海流剖面儀、萬米測深儀、深海淺地層剖面儀、生物儲量評估回聲積分儀系統和超短基線系統等多種調查設備。構建我國開展極地海洋環境與地球物理研究的基礎平台,本船將配備國際先進的極地海洋科學綜合調查手段。在環境調查方面,能夠承擔極地海洋、海冰、大氣等環境基礎綜合調查觀測研究任務,具備有關氣候變化的海洋環境綜合觀測取樣能力;在地球物理調查方面,能夠在極地冰區海洋開展油氣、生物等調查,基本具備「摸邊探底、潛力評估」的調查能力;能夠承擔極地考察站部分物資運輸任務。



3000總噸破冰型調查船效果圖


2017年4月18日,七O八所中標國家海洋局北海分局3000總噸級破冰調查船設計項目。該船是國家海洋局北海分局用於黃、渤海海域破冰,進行冰區海洋環境監視、海冰測量以及兼顧冰區救助等任務計劃新建的一型多用途破冰科考調查船,可首尾雙向破冰,夏季可進行深遠海調查(包括極地冰區調查作業)。


淵極客號極地科考探險船效果圖


2017年6月,上海彩虹魚海洋科技股份公司正式啟動「深淵極客」號極地科考探險船項目。該船由荷蘭達門船廠(DAMEN)設計。計劃由國內造船廠2018年初開工建造,2021年初投入運營,預計投資6億-8億元。深淵極客號將成為中國首艘由民營企業投資建造的極地科考船。「該船船長95米,型闊17米,型深8米,最大吃水深度4.95米,設計吃水排水量5000噸,最大航速15節,續航能力8000海里,自持力60天載員75人,滿足無限航區要求、具備全球航行能力。設計符合B類極地規則,達到極地冰級6級,在浮冰、積冰條件下正常工作,最高公海蒲氏風級12級及下降風100節條件下可安全工作。深淵極客號還將配備自主研製的無人、載人深潛器,包括11000米潛水器、4500米潛水器、100米潛水器及多種水上交通工具,不但彌補了目前極地海域下潛科考探索作業不足的難題,更能夠將極地科考、極地探險和高端體驗游相結合,給海內外消費者和高端玩家一種前所未有的體驗和感受。


長期以來,由於我國國內破冰船的需求不強,我國破冰船的技術發展緩慢,基礎科研設計力量相對薄弱。從基礎科研的角度來說,目前我國沒有可以模擬船舶和海洋平台在極地海域航行試驗的冰水池(ice basin),更沒有相應的實船驗證體系。這不僅使我國對極地海洋冰載荷的研究落後於人,而且也使我國不具備獨立設計極地破冰船的能力。中國船級社沒有專門的破冰船規範,雪龍2號不得不採用雙船級。破冰船使用的鋼材需要耐低溫,高強度,大厚度,我國的鋼材生產企業雖然能夠生產此類鋼材,但存在生產質量不穩定等缺點,難以打入國際市場。極地氣候條件極端,船上系統和設備都必須時刻保持良好狀態,我國船配設備在先進性和可靠性上難以匹敵國外知名品牌。



俄羅斯克雷洛夫研究院的冰水池



芬蘭阿克公司的冰水池


不過隨著我國科技水平的不斷提高和船舶行業的不斷發展,我國船舶行業和航運企業在破冰船領域也有很多新的突破。


2016年廣船國際有限公司為ZPMC-Redbox公司建造了兩艘極地重載甲板運輸船「AUDAX(奧達克斯)號和「PUGNAX」(普拉克斯)號,這兩艘船將服務於全球最大油氣田俄羅斯亞馬爾液化天然氣(Yamal LNG)項目,開啟人類開發北極的新征程。該船是一艘雙槳、雙柴油機推進的2.85萬載重噸極地模塊運輸船,主要用於運輸大型海工模塊,具有低油耗、綠色環保、高性能等特點。該船總長206.3米,垂線間長193.8米,型寬43米,型深13.5米,設計吃水7.5米,結構吃水8米,滿足挪威船級社PC3、俄羅斯船級社Arc7對船體和機械冰區強度的要求。該船可以在北冰洋冬春冰凍季節連續運輸LNG大型設備模塊至Yamal LNG項目基地塞貝塔港的重載甲板運輸船,具有極強的破冰能力,可常年在極地冰區航行。該船船體外形與推進器的布置使其在平整冰層及碎冰中具有良好的操作性,能在1.5米冰層厚度的海況下保持2節的航速,同時能在零下50攝氏度的超低溫環境下正常工作。



2016年4月,大連中遠船務為荷蘭BIGLIFT公司建造的極地大型模塊運輸船1號船「BIGROLL BARENTSZ」交船。 該船全長173米、型寬42米、型深12米,結構吃水6.5米,最大載重量為21000噸,主要用於超大型模塊和物件的海上運輸,同時滿足極地冰區航行要求,具有低油耗、綠色環保、高性能等特點。船舶冰區加強等級為LR船級社最高入級符號「1AS」,具備在零下55度的超低溫環境下正常工作能力,能在最厚1.9米冰層的海況下保持5節航速。



招商局工業集團有限公司於總部位於邁阿密的SunStone Ship2017年3月簽署了4+6艘建造冰級探險郵船的框架協議,新船將由招商局重工(江蘇)建造,首艘船將在2019年8月交付,其餘新船將在首艘船交付後每隔六個月交付一艘。該型探險郵輪採用烏斯坦公司經典的X-Bow型設計,船長104米、船寬18.2米、吃水5.1米,約7000總噸,航速15節,符合船舶冰級1A和極地規則PC 6的相關要求,能夠在0.8m厚 冰層中連續航行,入級法國船級社,掛巴哈馬船旗。每艘探險郵船擁有80至95個客艙,能夠為160至200名乘客提供住宿。


2017年9月,隨著最後一艘執行2017年北極航行任務船舶天健輪通過挪威北角,中遠海運特運5艘船舶全部順利通過北極東北航道,據初步測算,2017年5艘船舶取道北極較經馬六甲海峽、蘇伊士運河的傳統航線共計節省里程約25313海里,節省時間約80.6天,節省燃油約2018噸,節省過蘇伊士運河費用至少50餘萬美元。此外,由於在北極航行方面積累了豐富的經驗,5艘船舶中除首發船蓮花松輪雇請破冰船引航外,其餘4艘船舶均是獨立航行通過冰區,此項共計節省破冰船費用約80萬美元。



天健輪總長189.99米,型寬28.50米,型深15.80米,結構吃水11.00米,配備4台克令吊,最大抬吊能力200噸,由上海船舶研究院設計,中船黃埔文沖船舶有限公司建造。該輪和7艘姊妹船,具有大艙口、大裝貨甲板的特點,採用多項環保技術,具有綠色護照,為CCS冰級B級,能夠滿足風電設備、機械設備等設備貨的運輸需求。



天健輪的北極航線,圖片來源:中國遠洋海運雜誌

隨著我國不斷深入極地,筆者堅信我國會推進極地船舶規範及相關配套設備的研究,建造冰水池,建立實船驗證體系,自主設計建造重型破冰船,為探索極地開發極地做出符合大國身份的貢獻。(利刃/鶴飛天際)

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