中國極地科學考察船“雪龍”號在成功救人后，最終勝利沖出冰障，駛入清水區(qū)。期間曲折過程為世人所關注，更讓人知道了“雪龍”號的另一個特別的身份--“雪龍”號既是科學考察船，同時也是有著卓越破冰能力的破冰船。
第一艘破冰船是用小貨輪改的
說起破冰船，今年正好是它的150“大壽”:1864年，一種前所未有的船型--破冰船在俄國出現(xiàn)了，不過它是由一艘小貨輪改裝的，這就是世界上第一艘破冰船“派洛特”號。
俄國北部地處高緯度寒區(qū)，每年一到冬季，一些重要航道就會遭遇冰封，船運被迫停航。為了在嚴寒的季節(jié)依然保持運輸暢通，俄國人很早就嘗試航道破冰。早在十六世紀，俄國的沿海地區(qū)就已開始使用專門的破冰工具。
這種破冰工具也是一種小船，靠人力或是牲畜拖到冰封的航道上，然后再往船上堆砌石頭、冰塊等重物，靠增加船重來壓碎冰面。不過這種沒有機械動力的小船，破冰效果極為有限，只在冰封初期的薄冰上有些用處。即便如此，那些負責拖拽的人力與牲畜，還得冒著和碎冰一塊落水的風險。不過，這種破冰工具完全可以說是最早的破冰船雛形了。
世界上第一艘真正意義上的破冰船，和這種原始的破冰工具有著極深的淵源。正是這種原始的破冰方法，給了十九世紀中后期的俄國發(fā)明家布利聶夫很大的啟發(fā)。布利聶夫動手將一艘小貨輪“派洛特”號改裝成了專門的破冰船。
之所以選擇“派洛特”號做改裝，不僅是因為小貨輪“派洛特”號有著在當時堪稱強勁的機械動力和結實厚重的鋼制船體，還因為“派洛特”在船體設計上有個獨特的優(yōu)勢，就是它的船首有著合適的傾斜角，讓它更容易沖上冰面，而沖上冰面是破冰的關鍵。
1864年，“派洛特”號改裝完畢后，作為世界上第一艘專業(yè)的破冰船開始在喀瑯施塔德到奧蘭寧鮑姆的航道上使用，成為冰封期里這條航道上的“開路先鋒”.
對于世界上第一艘破冰船，其實也有小小的爭議。有人認為1872年在德國漢堡建造的“破冰船I”號才是世界上第一艘破冰船，這艘船被用于在冬季的易北河破冰通航。但后來證實，當年德國的造船工程師正是參考了布利聶夫的設計，才研制出了破冰船，所以“破冰船I”號并不是真正的“一號”.
最佳破冰方法五百年前就在用
也有人認為1898年英國為俄國建造的“葉爾馬克”號是世界上第一艘破冰船，但這個說法顯然難以服眾。不過說到“第一”,“葉爾馬克”號也確實有當之無愧的兩項--它是世界上第一艘完成北極航行的破冰船；另外，從1898年10月17日下水到1964年報廢，它先后為沙俄和前蘇聯(lián)海軍與商船服務，成為服役期最長的破冰船。
總之，在“派洛特”號和“破冰船I”號投入使用后，同樣有著冰封期通航要求的國家紛紛開始建造自己的破冰船。于是，沒過多少年，到了十九世紀末，高寒地區(qū)的國家就都有了自己的破冰船，這自然源于這些國家特殊的地理位置。現(xiàn)在，俄羅斯擁有世界上最大的破冰船隊，而同處高寒地區(qū)的芬蘭，則有著最為豐富的破冰船設計經(jīng)驗。
說到破冰船的設計，盡管破冰船到今年已經(jīng)整整150歲了，這百多年來科技也有了翻天覆地的發(fā)展，但破冰船采用的最佳破冰方法，依然源自500多年前，也就是十六世紀俄國沿海地區(qū)使用的那種破冰方式。
在一般人的想象中，破冰船的破冰方式理所當然是“猛打猛沖”,靠著堅固的船首和強勁的動力撞開冰層。
不錯，現(xiàn)代破冰船船頭外殼用厚實的鋼板制成，里面采用密集的型鋼構件支撐，船身的吃水線部位還用抗撞擊的合金鋼加固，再加上強勁的推進器，有著極其強悍的沖撞力。遇到一般的薄冰時，現(xiàn)代破冰船只要開足馬力向前碾軋就能打開通路；遇到無法持續(xù)前進的冰面，就會采用連續(xù)撞擊的方法：稍稍后退，再全力向前沖撞，如此反復，開辟通路。
1932年，在著名的“西伯利亞人”號極地航行時，水手馬爾科夫寫道：“在密實地覆蓋著冰的地方，‘西伯利亞人’開始了戰(zhàn)斗……信號機上的指針總是在從‘全速度后退’跳到‘全速度前進’……‘西伯利亞人’疾馳著向冰塊沖去，用船首撞它們……每撞一次，船身就向前推進三分之一。”
不過，這樣的方法最多只能適用于1.5米左右厚度的冰層，面對北極經(jīng)常會遇到的數(shù)米厚的冰層，就無能為力了。這時，那古老的破冰方式就成了最佳方法--現(xiàn)代破冰船的絕招，依然是當初俄國人使用的靠重力壓迫冰面的方法，只不過當初是用石頭與冰塊，現(xiàn)在則是用全自動的分艙注水方式。
當年布利聶夫設計改裝“派洛特”號時采用的那種有傾角的船首，在現(xiàn)代破冰船的設計中依然使用著。遭遇無法撞開的冰層時，破冰船的后部注水艙會首先注水。這樣，船的前部會上翹，再加上船首的傾角，向前沖時破冰船的前半部會“爬”上冰面。
之后，前部注水艙開始注水，后艙排水，讓重量向壓在冰面上的船前部集中。你想想，這樣的萬噸輪自身的重量加上注水的重量全壓在冰面上，數(shù)米厚的冰層自然會轟然坍塌。不過，與俄國人古老的方法相比，這些過程都由電腦精準控制著，不會像那些放石頭的小船似的，石頭放少了壓不碎冰面，放多了則有隨碎冰一起沉船的風險。
但這樣做有時也會出意外，那就是受壓的冰層并沒有破裂，而只是向下沉陷了，讓破冰船擱置在冰上，船身被夾在中間。遇到這種情況，左右兩側的注水艙會派上用場：分別在左右兩側注水放水，會讓破冰船左右搖擺來擺脫夾擊。
這樣的搖擺還有一個用處，就是擴大航道的寬度，而破冰船通常采用的船身長寬比值小的設計，即縱向短、橫向寬，也是出于開辟較寬航道的目的。
當然，除了壓碎冰面原理一如500年前，現(xiàn)代破冰船采用的新技術已遠非發(fā)明家布利聶夫當年能想象到的。且不說材料和結構技術的飛躍，也不提核動力的應用，現(xiàn)代破冰船更是高精尖科技的集大成者。這次“雪龍”號成功突圍，更重要的是靠衛(wèi)星遙感與氣象偵測這樣的尖端科技，為破冰預判出了最準確的突圍時間與突圍方向。
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正在建造的那些船
超級核動力破冰船
俄羅斯設計的世界上最大的核動力破冰船，計劃2020年建造完成。
這種長達170米的超大核動力破冰船用兩個60兆瓦特的核反應堆作動力，比起以往的破冰船速度更快、功率更強，同時也安裝有先進的保護設備和導航系統(tǒng)。這種造價11億美元的核動力破冰船還使用了可變吃水量設計，吃水量能在8.5米到10.5米間調節(jié)，這樣既能在北極海路運行，也能出現(xiàn)在西伯利亞河流的河口。
島臺前移式破冰船
芬蘭是造船大國，同時，身處高寒的芬蘭又有著最為豐富的破冰船設計經(jīng)驗。最近芬蘭正在設計一種外形有些怪異的破冰船，未來會用在本國以及鄰國俄羅斯的近海與內河運輸航道。
新型的破冰船與常規(guī)設計不同，甲板上包括駕駛室在內的島臺建筑整體前移，與船首融為一體，看上去頭重腳輕，如同大頭娃娃。這種獨特的大頭娃娃造型，讓這種破冰船在同等尺寸的破冰船里有著更好的破冰能力。
模塊化設計破冰船
德國Nordic船廠正在建造新型的LK-25型破冰船，這種破冰船耗資2億歐元，預計在2015年交付使用。
新船船長146.8米，寬29米，配備了3個高效的螺旋槳和2臺大功率的Azipod推進器，破冰能力達2米。甲板室能容納90名專家和38名船員。模塊化設計的應用，讓這種破冰船在使用時有著更高的靈活性。
