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认识海洋、经略海洋,需要具备对海洋观测、探测及预测的能力。海洋科学考察船作为海洋探测与研究的重要平台,是海洋能力建设的关键组成部分,也是一个国家综合国力的重要体现。我国科考船的设计建造已从跟随走到了世界引领的黄金期,新建、在建数量均居世界首位。截至今年8月,我国正在设计或建造的海洋科考船约10艘。“东方红”“向阳红”“远望”“海洋”“科学”“实验”等系列科考船相继问世,为我国海洋科学考察研究提供了强有力的保障,极大地提高了我国海洋事业的国际地位。 / A5 b% D: d" G5 r: t% M# J
破冰船是用于破碎水面冰层的船,主要用于开辟航道,保障舰船进出冰封港口、锚地,引导舰船在冰区航行等任务。目前,我国加入国家海洋调查船队,具备海洋、远洋调查能力的船舶已达50艘。 U) q- {+ @4 j8 P+ ?) J# c/ D% V
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“雪龙2号” 破冰船概念设计图
) C+ y/ ]# r( V 2020年,“雪龙2号”有望参与MOSAIC大型项目,作为全球三艘破冰船之一,在北冰洋中心,参与全年度冻在海冰中的连续观测计划,以期有助于解决北极环境气候预报模式问题。尽管如此,与世界其他海洋强国相比,中国破冰船的数量仍显不足。伴随“一带一路”倡议的实施,要满足全球化海洋调查常态化、业务化和广泛开展海洋调查国际合作的需求,这些船舶数量和功能还远远不够。预计海洋调查船的需求量将呈现序列化的发展趋势,而不是点状发展。未来,我国要构建全海域、全水深、全天候的专业、高效、智能、绿色的海洋科考装备体系。下面就来具体梳理一下世界各国的破冰船。 2 Z+ u8 Z$ I, \) {* _6 e
据美国海岸警卫队2013年统计,目前全球破冰船队中,功率超过1万马力的破冰船有78艘,在建4艘,计划建造13艘,总计95艘。其中俄罗斯的核动力破冰船7艘,常规动力科考破冰船有24艘。作为世界头号强国,美国也拥有一支强大的破冰船队。
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路易斯.圣.劳伦特(Louis S.St Laurent)号破冰船剖视图
8 Q' I& Z: k" a: a; e 加拿大海岸警卫队1300型路易斯.圣.劳伦特(Louis S.St Laurent)号破冰船,共建造1艘,1969年服役,全长119.6米,宽24.4米,吃水9.8米,满载排水量 14500吨,编制47人,柴电动力功率66000马力,航速18节,续航力23000海里/17节。装备2架BO105直升机,能运载4800立方米燃油、200立方米淡水、2艘登陆艇。加拿大海岸警卫队还拥有1100型破冰船、1200型破冰船和Terry Fox级远洋破冰船。
* `5 {( f0 _5 ^- ] 加拿大海岸警卫队还计划耗资13亿加元建造John G. Diefenbaker号破冰船,该船排水量约23500吨,船长150.1米,型宽28米,吃水10.5米,型深13.5米,主机功率39600KW,破冰能力2.5米,最大航速20节。 - d: ^+ B) D+ }
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John G. Diefenbaker号破冰船效果图 + Q( s2 u; }4 d# _+ @& ~
作为北极圈重要国家的芬兰破冰船设计和建造能力十分出色,目前全球运营中破冰船中60%由芬兰设计和建造,我国极地科考船雪龙2号也是由芬兰阿克公司完成的初步设计。
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5 g1 m \* r& U, R$ \2 { 芬兰诺迪卡号(MSV Nordica)破冰船 9 M/ Y/ t" m) C0 c0 k( y
芬兰诺迪卡号(MSV Nordica)破冰船,1994年完工,目前属于Arctia Offshore公司,该船船长116米,型宽26米,吃水8.4米,型深12.5米,最大航速16.9节,主机为2 台瓦锡兰16V32D柴油机 (2×6000kW)和2 台瓦锡兰12V32D柴油机 (2×4500kW),破冰能力1.8米。
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0 n7 I- Q7 K- D/ I5 F 芬兰北极星号(Polaris)破冰船 8 ?; ~" [' C8 R! h+ n7 N
该船由芬兰阿克北极技术公司设计、赫尔辛基造船厂建造,船东公司是芬兰阿克蒂亚公司。2016年9月完工,该船排水量10961吨,船长110米、宽24米,总动力22兆瓦,航速为3.5节时的破冰厚度为1.8米。与传统柴油动力破冰船相比,“北极星号”配备的是LNG双燃料发动机,因而被称为世界上最环保的破冰船。该船还配备了救援和溢油回收装置,可以执行紧急搜救、清除海面油污等任务。芬兰气象研究所将为“北极星号”提供卫星观测的即时海冰数据,有助于其选择最佳行进和破冰路线。 1 ^6 B, c0 A U" [, q
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斯瓦尔巴德号(Svalbard)破冰船 D) \2 a) W9 g0 ?9 F
挪威海岸警卫队目前拥有斯瓦尔巴德号(Svalbard)破冰船,该船舷号W303,2002年完工交付,排水量6375吨,船长103.7米,型宽19.1米,型深8.3米,吃水6.5米,主机为四台罗罗柴油机,单机功率3390KW,推进器为2台ABB全回转推进器,最大航速17.5节,定员50人,主要负责挪威北部的北极水域,巴伦支海和斯瓦尔巴群岛附近水域的巡逻任务。 % W, g7 A! t0 a, q/ N3 I0 P
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哈康王子号效果图
, i2 F8 t+ H% F M- A- Y0 i2 J8 e" H 挪威还在意大利Fincantieri(芬坎蒂尼)造船集团订购了极地科考破冰船哈康王子(Kronprins Haakon)号,该船2017年3月下水,预计将于2017年年底前交付,总吨位大约为9000吨,长100米,型宽21米,巡航航速15节,可以5节航速在厚达1米的冰区独立航行,设有38间房间,可住宿55人,包括研究人员、学生和船员,采用最高标准的客船舒适度配置,由挪威极地研究所运营。船首的机库配有2架直升机,船上搭载了各种海洋科考设备。 % b/ s. y1 P( \& \. L6 E$ z" |2 \' P
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瑞典海事局奥登号(Oden)破冰船 8 g3 K3 Q: n" F% `
瑞典海事局奥登号(Oden)破冰船,1988年完工,该船排水量约13000吨,船长107.8米,型宽31米,最大吃水8.5米,型深12米,主机功率4×4500KW,连续破冰能力1.9米,续航力3万海里,最大航速16节,外板最大厚度达60mm。
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$ T3 |3 K7 O$ `+ w! ~* p “Loke Viking”号破冰型三用工作船
0 R4 k( L8 G6 g( }3 c: l$ |+ B 丹麦海工承包商Viking Supply Ships公司旗下破冰型三用工作船(AHTS)“Loke Viking”号,该船破冰能力0.8米,对于高纬度地区的海洋石油工程来说,配备破冰型辅助船舶是很有必要的。
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MSV Botnica号破冰船 8 v8 K1 y8 f9 Z4 J. o# a
爱沙尼亚的破冰船MSV Botnica号是2012年由塔林港以5千万欧元从芬兰购买,该船1998年完工,船长96.7米,型宽24米,型深11.7米,吃水8.5米,能够以8节航速连续破80cm的层冰,主要负责波罗的海冬季护航任务。 6 r. p) z0 e# Z; ]: b" v6 a+ k
9 N3 p, l3 Z0 y' ]6 y) R, t& X- |4 k 北极光号(Aurora Slim)破冰船
( N6 p; G6 G) @/ }$ i# f1 G 欧洲科考破冰船联盟计划建造的北极光号(Aurora Slim)破冰船,不过目前项目已经基本宣告流产。该项目造价6.5亿欧元,属于欧盟的合作研究项目,由欧洲研究破冰船联盟负责,该机构由全球10个国家的15家机构组成。该船的设计由瓦锡兰船舶设计公司带头进行,另有阿克北极技术公司参与设计研究。 , w: I. H! g6 j
“北极光”号全长199.8米,宽49米,最大吃水13米,排水量65000t,原计划2012年完成研发,2014年建成。该船采用柴电联合推进系统,8台柴油发电机组驱动3个定距螺旋桨和6个可伸缩侧推器,最大输出功率94000kW,常规航速12节,最高航速15.5节,并可以2~3节航速航行于2.5米厚的冰区海域。全船拥有80个单人舱,20个双人舱,可提供120名研究人员和船员膳宿,在-30℃~45℃的环境下最高自持力为90天。 ; w, B3 v0 Q! m; O" ~! j
2013年英国皇家海军以5100万英镑购买了挪威破冰船Polarbjørn号(2011年开始已经租借),并更名为保护者号(HMS Protector),舷号A173,该船2001年完工,排水量5000吨,船长89米,垂线间长80.4米,型宽18米,吃水7.3米,航速15节,主机功率2×3535 kW,连续破冰能力为0.5米,目前承担了英国的极地科考运输任务。 & V4 k9 e& ^3 b* N; }0 z$ x
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保护者号破冰船 & ]/ I; u: Y5 t% e4 H; x
英国新型极地科考船于2016年10月在利物浦Cammell Laird造船厂开工,该船以英国知名自然科学纪录片主持人戴维·阿滕伯勒(RRS Sir David Attenborough)的名字命名,总耗资2亿英镑,由罗罗负责设计,将在2019年开始服役,服役后将由英国南极考察处具体管理和运作。该船15000总吨,船长128.9米,型宽24米,吃水7米,型深11米,航速13节,破冰等级PC5,能以3节航速连续在厚度1米的冰层中航行,船上能运载30名船员及60名科学家和其他工作人员。船上还配备有先进的海洋调查设备,未来借助这艘科考船,英国研究人员将能够更深入南极和北极两地进行科考,考察海洋环境、生物多样性以及气候出现的变化。
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8 ~1 g! ~9 i) ~ 戴维·阿滕伯勒号破冰船效果图
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6 B% k) j% ]8 l 极星号极地科考破冰船
$ t1 q4 F# p+ H& W6 P0 _ 德国的极地科考破冰船极星号(FS Polarstern),该船1982年完工,排水量17300吨,船长118米,型宽25米,吃水11.21米,总装机功率14000KW,航速15.5节,定员124人,能以5节航速连续破1.5米层冰。德国目前已经计划建造极星2号(Polarstern II)破冰船来替代极星号,新船计划2020年左右完工。
5 k+ u8 U. P4 h3 C5 ^5 r8 {3 m 法国目前在建一艘名为星盘号(LAstrolabe)的破冰船,该船耗资5000万欧元,计划2017年9月完工,用于替换现役的同名船。该船由法国南部和南极土地(TAAF)行政当局,法国极地研究所(IPEV)和法国海军所拥有和经营。该船由芬兰阿克公司完成初步设计,2028总吨,船长72米,型宽16米,主机为4台瓦锡兰8L20柴油机,单机功率1600KW,可装载1200吨干货,能在1米层冰中连续航行。
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6 X* w+ q' E/ O" ?9 s( o( v% o 星盘号破冰船 - |2 R8 I* j* |' H7 {1 G
南半球部分国家为了进行南极科考,也拥有自己的大型破冰船,澳大利亚现有一艘名为南极光号(Aurora Australis)的极地破冰船,该船1990年完工,排水量8158吨,船长94.91米,型宽20.米,型深10.4米,吃水7.9米,最大航速16.8节,能以2.5节速度在1.23米厚冰层中航行。
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南极光号破冰船 $ [" v2 [; k. {: a$ B" K7 d
2016年澳大利亚政府和达门造船集团签署了1艘破冰船设计和建造合同,合同价值为5.29亿澳元(4.03亿美元)。新船预计在2020年中旬交付。新船长156米、23400GT,能够在1.65米厚的冰层中航行,可容纳34名船员,最多可以为116人提供住宿。该船将主要用于为澳大利亚在南极的3个永久性考察站供应货物、装备及人员。此外,该船本身配备了大量实验设备,因此也可以作为科考船。这艘船还将配备2个直升机起降平台、月池、用于海床测绘的多波束回声测深仪和灵活的自然实验室。
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阿古哈斯II号(Agulh II)极地科考破冰船 - {/ O3 N# l9 G8 {# ?! w6 x; t
南非阿古哈斯II号(Agulh II)极地科考破冰船,该船由芬兰Rauma船厂2012年完工,排水量13687吨,船长134.2米,型宽21.7米,型深10.55米,吃水7.65米,主机功率4×3000KW,最大航速16节,能以5节航速在1米厚冰层中连续航行,破冰能力为PC5,拥有4000立方米的货舱,主要执行南极科考任务。
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伊里萨尔号(Almirante Irízar)号破冰船 / i8 x1 F) Q' c/ r9 M( ]' I
阿根廷海军海军上将伊里萨尔号(Almirante Irízar)号破冰船,舷号Q5,1978年由芬兰赫尔辛基造船厂完工,2007年发生火灾,2017年维修改造完成。该船船长121.3米,型宽25.2米,吃水9.5米,排水量14900吨,主机为4台MAN 9L32/40 柴油机(4×4500 kW),连续破冰能力1米。主要负责南极科考站的物资补给任务。
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5 t# u( i# r7 Y( {( V 奥斯卡维尔托罗海军上将号破冰船 " ]+ ?- ^. C6 }) C% A- B
智利海军拥有一艘名为奥斯卡维尔托罗海军上将号(Contraalmirante Oscar Viel Toro)的破冰船,该船是智利1995年从加拿大海岸警卫队购买的,排水量6420吨,船长89.9米,型宽19.1米,吃水6.1米。智利目前有建造一艘新型破冰船的计划。 / l- G3 J- Z# l
日本从1956年开始进行南极考察活动,在 1982年启用第三代南极科考船旧“白濑”号进行南极地区的物资运送和考察活动,经20年以上的使用,旧船已老化无法继续执行任务,于是日本政府于 2007年批准建造新“白濑”号(AGB-5003),该船于2009年5月20日正式服役,并于同年11月执行了第一次任务。 3 X# e! Z, O7 Q
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新“白濑”号破冰船 8 y6 b1 L, U, C1 n, j9 t$ r
新“白濑”全长138米,宽28米,基准排水量12650吨,比老“白濑”稍大。 船上除了179名海上自卫队船员外,还有80名观测队员(考察队员)。可在厚1.5米的冰中以3节的速度航行,采用柴电联合推进系统,功率22050kW,双轴双舵,可以进行日本-南极无靠港独自往复航行,在无冰海域巡航时运行2台燃料消耗率和性价比较高的中速柴油机,在冰海海域航行时运行4台。另外该船搭载有3架直升机,1架为CH-101,2架为AS355,船体后部设有直升机起降甲板。在新“白濑”号上,除常规海洋观测器材外,还装备有声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和多波束声纳测深装置。 7 ^( |/ ` d3 }: D5 T: E6 h' Q$ C e
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白濑号船首的除冰装置 / M: {2 [- T% {8 Q
另外日本文部科学省确定2018年开建首艘用于观测、调查北冰洋的科考船,以扩大日本在该海域的活动与调查范围。拟建造的新船可全年实施对北冰洋的调查,造价约340亿日元,计划2020年上半年建成。该船全长120米,乘组定员约90人,可破厚度1米以上的冰层。新船将搭载先进的气象观测雷达和仪器,装备高性能无人探测器,充实船内实验室及分析装置,通过对海冰、海水和海底堆积物等的取样、分析,弄清海冰因气候变暖而融化的机制,掌握生态系统的变化情况。 0 S& r4 u( C2 y* S( G, C
# t: p: N1 N. f( w# w! V “Araon”号科考破冰船
$ R1 }- ?' ~, K) y, X& x 韩国科考破冰船“Araon”号由韩进重工2009年6月完工,耗资108亿韩元,该船总长109.5m,垂线间长95.0m,最大水线宽19.0m,设计吃水6.8m,型深9.9米,总吨7487t,配备有4台3500kW的MAN 7L32/40型柴油发电机,采用2台5000kW的ABB吊舱全回转推进器,航速为16kn(7500kW),船员25人和科学家人数60人,续航力20000nm(70天),冰级符号为KR POLAR 10级。该船每年的运营计划是科研与后勤保障165天,维护28天,航行110天,总计303天,该船能以3kn航速持续航行在1米厚冰层中。此外,该船配备有海洋研究、地球物理、海洋生物等多类科研设备。 ! [; P& b* ^) |+ X; b3 q
y4 V' \1 G7 M7 Z( g9 o7 Y “伊万·帕帕宁”号破冰船
, I( y; c4 M8 w7 z5 z- c* v) z 印度南极科考站巴拉提站和远处的“伊万·帕帕宁”号破冰船。“伊万·帕帕宁”号破冰船是雪龙号的姊妹船,被印度南极科考队租用。作为南亚大国,印度目前没有自己的大型破冰船。
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) s7 K' p3 `1 b- T 中国自主建造的第一艘极地科考破冰船示意图 3 Q- g+ E- c! {: ` c; i' R
“雪龙2”号,是我国自主建造的首艘极地破冰船,于2019年7月11日建成交付,将与“雪龙”号破冰船一道,组队助力极地科考。虽然基本设计由国外完成,但负责详细设计、施工设计、建造工艺等的国内设计院、船级社、船企对基本设计进行消化、优化、审核,完成了详细设计和审图、建造工艺制定、关键技术攻关、科考设备采购等各项准备工作。为了最大程度地提高效率,项目采用资源管理系统,对项目预算、采购程序、合同管理、经费使用等进行全方位管控,特别是采用电脑建模方式,先根据基本设计图纸完成全船建模,然后根据详细设计进行修改,尽量提前解决连续建造阶段可能遇到的各种工艺问题,减少浪费和返工,建造速度大大加快。 2 P' Z# S6 t- v
船上配置一架莱昂纳多AW169型直升机。AW169船载直升机是全球最先进的4—5吨级中型双发直升机之一,将作为新船的船载专用直升机在南极和北极的严苛环境中运行使用,与新船结合,推动我国极地科考立体保障新发展。新建极地破冰船船首、船尾均可破冰,尾部破冰可突破极区20米冰脊,满足全球无限航区航行需求。
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# ?$ G$ |( N8 f. O( m AW169直升机 # p' c7 U$ e! i$ K% l- J6 z
■资料来源:科技日报、凤凰号、西安晚报、新民晚报等
" y4 K$ F* e ~/ u% ?% d5 s. O& d1 S: U* ^ 文章来源:溪流之海洋人生
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% m/ y6 L; N3 j 编辑:张丽瑛
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中国科学院海洋科学考察船队官网:http://www.coms.ac.cn/casfleet/
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