2013年12月25日5時50分,正在南極執(zhí)行科考任務(wù)的中國“雪龍”號收到澳大利亞海上搜救中心電話:一艘載有74人的俄科考船“紹卡利斯基院士”號在南極附近海域被浮冰困住,兩座冰山正向其漂移,情況危急,希望“雪龍”號前往遇險地點施救。
遠水解不了近渴,雖然俄羅斯擁有多艘核動力破冰船,但多在北極活動。
俄羅斯科學(xué)考察船“紹卡利斯基院士”號,自圣誕節(jié)發(fā)出求救信號之后,至今就一直動彈不得。報道稱,自法國破冰船“星盤”號因性能不佳停止救援行動后,如今中國極地考察船“雪龍”號和澳大利亞“南極光”號也因為天氣惡劣而決定折返。
這一事件引發(fā)對破冰船的關(guān)注,破冰船與普通船有啥不一樣?破冰船是怎么破冰的?破冰船的威力究竟有多大?……
破冰船與眾不同?
“在幾百座冰山中間,在密實地覆蓋著冰的地方, 西伯利亞人 號開始了戰(zhàn)斗。連續(xù)五十二小時,信號機上的指針老是在從 全速度后退 跳到 全速度前進 。在十三班每班四小時的海上工作里, 西伯利亞人 號疾馳著向冰塊沖去,用船首撞它們, 爬 到冰上把它們壓碎,然后又退了回來。厚達四分之三米的冰塊慢慢地讓出了一條路。每撞一次,船身就可以向前推進三分之一?!眳⒓舆^1932年“西伯利亞人”號極地航行的水手馬爾科夫曾經(jīng)這樣描寫過破冰船的工作。
破冰船是一種專門用于在冰面上開辟航道的特種船舶。
破冰船同其他船比較,有自己的特點:它的船體結(jié)構(gòu)特別堅實,船殼鋼板比一般船舶厚得多;船寬體胖上身小,便于在冰層中開出較寬的航道;船身短(一般船的長與寬之比,大約是七比一到九比一,破冰船是四比一),因而進退和變換方向靈活,操縱性好;吃水深,可以破碎較厚的冰層;馬力大、航速高,這樣向冰層猛沖時,沖擊力大;它的船頭造成折線型,使頭部底線與水平線成20—35度角,船頭可以“爬”到冰面上;它的船頭、船尾和船腹兩側(cè),都備有很大的水艙,作為破冰設(shè)備。
破冰船如何破冰?
中國極地研究中心極地戰(zhàn)略研究室主任張俠在接受采訪時說,有資料顯示,曾經(jīng)有船被海冰困住一年之久。救援有兩種途徑,一是如果救援船只破冰能力較強,可開出一條水路。被困船只若還有動力,可跟著救援船脫困。另外一種途徑是,如被困船只傾覆或進水,一般會棄船,利用直升機把船上人員解救出來。
破冰船一般常用兩種破冰方法,當(dāng)冰層不超過1.5米厚時,多采用“連續(xù)式”破冰法。主要靠螺旋槳的力量和船頭把冰層劈開撞碎,每小時能在冰海航行約9千米。如冰層較厚,則會采用重力破冰法,讓船沖上冰面,利用船體的巨大重量把下面的冰層壓碎。比如,先把船首壓水艙排空,船尾壓水艙注滿海水,船首會翹起,開大馬力沖上冰面,然后排空船尾壓水艙灌滿船首壓水艙,依靠自身重量壓碎冰面。
在極地海域航行,對操作要求也非常高,難度遠遠大于普通水域。破冰船在南北極航行時通常包括開闊水域的航行、浮冰區(qū)航行和陸緣冰區(qū)航行,其中最為復(fù)雜的是陸緣冰區(qū)的航行。
所謂陸緣冰區(qū),就是靠近沿岸連成一片沒有水域的海冰區(qū)。這時候,就需要采用各種特殊的破冰方法,例如旋回破冰法、徒步破冰法等。徒步破冰法也就是利用船體運動能量破冰前進,破冰船通過沖撞、倒車再沖撞的步驟緩慢前進。此次“雪龍”號遭遇的情況已經(jīng)接近最復(fù)雜的局面了。
破冰船的威力有多大?
“雪龍”號是中國現(xiàn)役唯一能在極地破冰前行的船只,能夠沖破1.2米的冰加上20厘米的雪。
張俠表示,海冰密集度越大,破冰就越難。如密集度只有五六成,稍微厚一點也沒關(guān)系,破冰船可通過撞擊等方式破冰。一旦冰密集度很大,“雪龍”號這樣的破冰船就只能擊破1.2米厚的冰。破冰等級分1到7檔,第1檔破冰能力最強,第7檔最弱,“雪龍”號破冰能力大概在第6檔。
但困住俄羅斯科考船“紹卡利斯基院士”號的浮冰至少有三四米厚,“雪龍”號周圍海冰密集度接近十成,最厚處達三四米,并且形成冰脊,冰情已遠超“雪龍”號破冰能力范圍。
在這種情況下,“雪龍”號不僅無法繼續(xù)施救,還有可能被困,必須擴展作業(yè)面,確保自身可以機動調(diào)頭。
目前的破冰船主要有柴油動力和核動力兩種,其中核動力推進系統(tǒng)的破冰船只有俄羅斯擁有,主要用于開辟北極航道。張俠介紹,俄羅斯的核動力破冰船基本都在北極活動。在南極,很多港口不接受帶有核燃料的船只靠港。
在設(shè)計和建造破冰船能力上比較強的國家有俄羅斯、芬蘭、瑞典、德國、美國、挪威、丹麥、日本、加拿大等。目前全球破冰船隊中,功率超過1萬馬力的破冰船有50艘,其中俄羅斯擁有的破冰船最多。
破冰船并非所向披靡的“破障船”,實際破冰能力受到諸多條件限制。張俠說,南極的天氣變化很快,海冰是移動的。風(fēng)向變化了,可能會把聚攏的海冰吹開,所以風(fēng)向很重要。
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直升機援救俄受困船面臨三大挑戰(zhàn)
破冰沒戲, “雪鷹”只能空中救人。
為援救俄羅斯“紹卡利斯基院士”號船上被困人員,“雪龍”號上“雪鷹12”直升機的機組人員已做好充分準備。
承擔(dān)此次營救任務(wù)的“雪鷹12”直升機正駕駛賈樹良機長55歲,擁有36年直升機飛行資歷,經(jīng)驗十分豐富。賈樹良分析認為,用“雪鷹12”直升機援救俄羅斯船被困人員面臨三大挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)一:南極天氣瞬息萬變,導(dǎo)航和氣象保障條件有限。“在國內(nèi),直升機飛行有精確的天氣預(yù)報保障,但在南極很難實現(xiàn)。更何況南極的天氣常態(tài)是低溫酷寒、風(fēng)暴肆虐、瞬息萬變?!辟Z樹良說,“由于 雪龍 號上沒有導(dǎo)航設(shè)備,直升機起飛和降落地點全憑飛行員目視,一旦能見度不好就非常危險。因此,一定要耐心等到天氣狀況好的時候,才能出動直升機實施救援行動?!?
挑戰(zhàn)二:直升機在海冰上降落風(fēng)險大、不確定因素多。賈樹良說:“由于被困的俄羅斯船上沒有飛機平臺, 雪鷹12 直升機只能在海冰冰面上降落。冰有多厚,能不能承載直升機的重量?雪有多深,會不會在降落時被旋翼吹起來,令人看不清降落地點?這些都是未知,是最大的安全風(fēng)險?!薄把?2”直升機雙層旋翼刮起的風(fēng)很大,如果冰面上的雪沒有被凍結(jié)實,旋翼的風(fēng)就會吹起雪霧,讓飛行員看不清降落點。
挑戰(zhàn)三:直升機上救援設(shè)備有限。據(jù)賈樹良介紹,“雪鷹12”直升機此次跟隨“雪龍”號航行,主要是承擔(dān)羅斯海和長城站的物資運輸任務(wù),直升機上沒有安裝吊臂、吊籃、絞車等專業(yè)救援設(shè)備,因此不能懸停在空中實施救援,必須降落在冰面。為了保障直升機降落場地的安全,目前“雪龍”號已經(jīng)通知“紹卡利斯基院士”號在其附近平整一塊場地,壓實雪面。
根據(jù)預(yù)案,“雪鷹12”直升機機組的6名人員分工是:2人駕駛飛機、2人留在“雪龍”號上保障地勤、2人到達降落冰面保障地勤。直升機第一個飛行架次是運送中國第30次南極考察隊?wèi)?yīng)急救援海冰工作組人員到達冰面,勘察冰厚,鋪設(shè)直升機降落的木板,以防直升機下陷或側(cè)翻。與外方人員溝通協(xié)調(diào)好以后,“雪鷹12”直升機第二個飛行架次才開始營救被困人員。
“整個救援行動大約需要飛行五六個架次。如果天氣條件許可,只需要三四個小時就可以完成。我們現(xiàn)在所能做的,就是精心保養(yǎng)飛機,耐心等待天氣好轉(zhuǎn)?!辟Z樹良說。
(張建松)
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中國:中國目前唯一一艘破冰船是“雪龍”號極地科考船,是在從烏克蘭進口的破冰船基礎(chǔ)上改進而來的。自1994年服役以來,已完成多次南極航行?!把垺碧栭L167米,寬22.6米,型深13.5米,滿載吃水9米,滿載排水量21025噸,續(xù)航力19000海里?!把垺碧栯S船直升機2架,能以1.5節(jié)航速連續(xù)破冰1.2米(含0.2米雪)前行。
俄羅斯:唯一擁有核動力破冰船的國家?!氨睒O”級核動力破冰船是目前世界上最大的破冰船,也是第一艘到達北極極點的水上艦船?!氨睒O”級核動力破冰船安裝2座反應(yīng)堆,其中儲存燃料可供船行駛4年。船長148米至159米,寬30米,排水量23000噸,編制138至200人,總功率達75000馬力。破冰厚度2至3米。
美國:“希利”號是美國最大的破冰船,1997年下水,1999年服役。船長128米,寬25米,吃水9.8米,最大航速18節(jié),滿載排水16700噸。2005年后船上配備了直升機,擁有5個實驗室,主要作為高緯度科學(xué)研究平臺和執(zhí)行冰區(qū)護航任務(wù)。
瑞典:“奧登”號破冰船是第一艘到達北極點的非核動力破冰船。長107.8米,寬25米,排水量13000噸。吃水12米,在1.9米厚的冰層,每小時可以航行5.6千米,續(xù)航能力100天。