自主創新極地破冰的第四種方案_環球熱點評

開欄的話4分鐘可以做什么？吃一個漢堡，喝一杯奶茶，和朋友互發幾個表情包？而他們用短短4分鐘時間可以帶來一場科學知識頭腦風暴。這就是全國科普講解大賽選手——一支致力于普及科學知識、弘揚科學精神的科普“尖兵”。

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2012年中國極地科考破冰船“雪龍”號首航北冰洋。上圖為“雪龍”號破冰，下圖為作者在“雪龍”號上。 （圖片由作者提供）

4月6日，“雪龍2”號極地科考船返回位于上海的中國極地考察國內基地碼頭，中國第39次南極科學考察圓滿完成任務。這不禁讓我回想起10年前駕駛“雪龍”號，參加我國第五次北極科考時被困脫險的場景。

2012年8月30日凌晨4點，我駕駛著中國極地科考破冰船“雪龍”號，在北極點附近航行。突然，船不動了，反復前進、后退，依然沒有效果。這讓我想到了1912年“圣安娜”號船，就是在北極點航行時被冰困住，最后船毀人亡。因此，我們必須盡快破冰突圍！

破冰船該如何破冰呢？“雪龍”號采用的是船首破冰方式。剛開始，我們走的幾乎是直線，遇到的海冰很薄，船舶可以通過自身前進的動力，像一把利刃把冰面給切開，這就是“連續式破冰法”。

接下來，來來回回十分曲折，因為我們遇到了冰脊。冰脊就好比是一座小型的冰山，在水面以下暗藏著一堵冰墻，想要把這一堵冰墻給砸碎就需要先倒退一段距離，利用船舶向前的沖量把冰脊給撞碎，這就是“沖撞式破冰法”。

當我們遭遇到第三道冰脊時，不幸被冰卡住了，并且還有兩個氣旋把我們剛剛壓碎的冰聚攏到船尾。這是我們最擔心的一種情況，因為“雪龍”號沒有船尾破冰功能，我們只能被困在冰中，隨冰漂流。

在這期間，我們嘗試了“搖擺式破冰法”，在船的前后左右各有一些壓載水艙，可以把船首的水抽到船尾，或者把左舷的水抽到右舷，像蹺蹺板或者不倒翁那樣來調整船舶的運動姿態，從而把冰脊給壓碎。

這就是破冰船常用的3種破冰方法，雖然這次“雪龍”號脫困了，但我們用了整整10個小時。

“雪龍”號返航后，我國在設計建造新一代科考破冰船的過程中，重點論證了船尾破冰的可能性。2019年7月，“雪龍2”號終于誕生了，她是中國第一艘自主建造的極地科考破冰船，更是全球首艘實現了船首和船尾雙向破冰的破冰船。

人們可能要問，船舶尾部是如何破冰的呢？我們并不是用船尾直接撞冰，而是利用船尾的兩臺全回轉電推式螺旋槳。它們在高速旋轉時就好比兩臺抽水機，以強大的水流形成水體低壓區，多向回轉抽吸式破冰，同時這股水流還包裹在船身表面，起到潤滑作用，以減少船舶與海冰之間的摩擦，讓船快速移動。此外，當船舶的尾部被海冰困住時，它還會像碎冰機那樣把冰脊直接削碎，這就是面向極地復雜冰況中國自主創新的第四種破冰方案。

作為中國第一位駕駛“雪龍”號穿越北冰洋的女航海駕駛員，我見證了中國兩代極地科考破冰船的變遷。未來，兩艘姊妹船將繼續承載著中國人探索極地的夢想，在科技強國、海洋強國的道路上劈波斬浪，破冰前行。

（作者系上海海事大學副教授，第九屆全國科普講解大賽一等獎獲得者）

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