极地破冰船发展现状与趋势

极地破冰船作为开辟极地航道、资源开采的必要装备,是各国推进极地战略的重要抓手。本文重点介绍美俄等环北极国家近年来破冰船技术的发展现状及未来趋势,并以此对我国破冰船的发展给出启示与建议。     

极地重型破冰船结构设计特点浅析

极地重型破冰船是极地航路开辟、救援支援、科学考察及资源开发的重点保障装备。与中低冰级极地船型/破冰船相比，由于其高冰载荷作用环境特点，该船型在高强度钢/特种材料应用、冰载荷作用下结构安全评估以及船体结构布置设计等方面有其鲜明特征，需予以重点考虑，不可武断地沿用以往针对中低冰级极地船型的结构设计经验。该文以某型PC2级极地重型破冰船型为例，总结其结构设计/评估经验，重点就冰区构件高强度结构钢应用、冰区外板复合钢板应用需求与特点、非线性评估技术应用对冰区构件尺度影响、冰致剪力/弯矩分布特点及其对主船体内部平台、桥楼侧壁等非冰带区构件设计影响展开讨论，阐明此类船型结构设计特点及其与中低冰级极地船型/破冰船在整体结构布置思路、冰区结构设计评估方面的主要区别。文中认为：随着冰级的升高，冰载荷的影响已不仅仅局限于冰区外板及其附连构件区域，在冰区构件材料选型及整船全局性结构布置、设计等方面也会产生重大影响。     

冰区加强大型商船推进系统研究

本文介绍传统推进系统和吊舱推进系统的特点,并根据中船重工船舶设计研究中心研究的11万吨级极地原油船模实验结果及柴油机、电力推进的性能特性,结合冰区航行对推进系统的特殊要求,对比分析得出冰区航行采用吊舱推进系统的优势。     

极地冰区船舶发展分析

分析了极地冰区船舶发展的背景,对极地航道、资源开发等因素等进行论述,认为发展极地冰区船舶是未来船舶行业发展的重要方向。研究了与极地航行船舶相关的规范、规则的发展情况,认为规范和规则对极地冰区船舶的运行安全和减少排放等要求日趋严格,各船级社对极地船舶的设计要求和验证方法逐渐统一。介绍了当今世界主要的破冰船船型及动力系统,并对极地冰区船舶的发展特点进行分析。     

国外极地破冰船吊舱推进系统发展研究

不断上升的全球气温导致两级冰层加速消融,南北两级的战略价值也日益凸显。推进系统作为极地破冰船核心装备之一,对于提升破冰船的破冰性能和航行能力至关重要。本文介绍影响破冰船航行的极地环境条件,分析不同国家破冰船的分类及特征,总结破冰船吊舱推进系统的发展及特点,展望吊舱推进系统在破冰船领域的应用前景,为我国新型破冰船推进方案的选取提供思路和参考。     

破冰船动力系统及主推进器发展现状

针对海洋科考、极地航道、极地资源探索等重要的国家需求,破冰船对于我国极地方针的重要性日益突显。通过搜集、整理、分析世界主要破冰船数据,按照注册冰级对现有破冰船进行分级,阐述世界各国破冰船发展规模,并对各类推进系统及主推进器在破冰船上的应用现状和特点进行分析和总结,以期为我国自主研发破冰船推进方案的选取提供参考。     

中国极地破冰船总体与结构设计技术现状与展望

本文基于近年来国内预研、设计或改造、建造的多型极地破冰船,提取总体和结构设计关键技术,简要介绍了适用于我国国情的不同等级极地破冰船的总体船型、推进系统、防寒系统设计及结构冰载荷模拟、冰带构件优化设计等方面研究内容。对我国此类船型研发的特点和难点作扼要说明,着重介绍了国内相关设计关键技术的研究现状及实船应用情况;探讨了此类船型国内后续研发方向,并对相应关键技术的研究方向作展望。     

极地破冰船冰区结构设计规范对比研究

通过对各主要船级社关于破冰船结构设计的规范进行比较和分析,研究了不同规范关于冰级定义、船体加强区域划分、材料和腐蚀余量、船体外形参数、冰载荷、冰区总强度、冰区构件尺寸以及结构设计细则的具体要求;总结了各种规范体系的特点,为今后极地破冰船的结构设计研发提供了规范参考,具有一定的现实意义。     

ABB Azipod~吊舱推进器喜迎第100艘豪华邮轮订单

自1990年首次推向市场,ABB Azipod吊舱推进器已经成为豪华邮轮领域标杆式的推进解决方案。日前,ABB获得了第100个豪华邮轮订单,为世界首条油电混合动力破冰船提供电力推进系统。这艘豪华极地探险邮轮（图1）将配备两套Azipod Ⅵ型号吊舱推进器（图2）,可应对最恶劣的冰区情况,该邮轮将于2021年交付给法国庞洛邮轮公司。     

破冰船阻力性能预报方法综述

随着近年来北极航道的通航以及各国对北极油气资源的开发,破冰船在极地开发领域的重要性也随之凸显。而破冰船阻力性能作为直接决定破冰船破冰能力的一项关键指标,对破冰船的设计和优化有重要的意义。由于国内对冰阻力的研究开展较晚,缺乏相关参考。本文针对实船试验、模型试验和理论预报等国际上研究破冰船阻力性能的主要手段进行介绍,并分析各种方法的优势及缺点,以便于国内研究者开展关于破冰船阻力的研究工作。     

从"雪龙2"号研制谈中国极地装备发展

南北极拥有特殊的地理位置,且对全球气候产生重要影响,开发极地航道和极地空间、开展极地科学考察对于我国具有重要的战略意义."极地战略、装备先行",极地的进入和探索严重依赖先进可靠的技术装备,因为我国科研人员进入极地需跨越漫长而又环境复杂的极地水域.在众多装备中,船舶装备首当其冲.回顾我国首制极地科考破冰船"雪龙2"号的设计建造过程与体会,分析了极地船舶装备研制特点和国内外技术现状,并对未来我国极地装备的发展建言献策.     

中国极地科考破冰船航行实践和未来极地船型发展建议

随着世界各国对于南北两极地区资源与权益活动的争夺进一步升温，极地越发成为关注热点。中国“十四五规划”及国家新的极地战略方针，对新的极地装备提出了迫切需求。文中介绍了“雪龙”号和“雪龙2”号极地科考破冰船近几年的航行情况，并结合我国南北极考察使用需求，提出了我国亟须建设极地重型破冰船的迫切要求；同时选取国外典型极地重型破冰船，分析了最新动力推进系统配置特点，提出对我国重型破冰船的破冰能力、防寒能力及动力形式建设的建议。     

新建极地科学考察破冰船的推进方式

极地科学考察破冰船主要承担执行极地科学考察和部分物资补给运输任务,首要功能是破碎水面冰层、开辟航道。船舶的破冰能力主要取决于船型设计、破冰方法以及推进方案等,其中影响船舶破冰方式和破冰能力的最关键因素是推进方案。在基本确定电力推进的基础上,研究比较不同电力推进方式在破冰船上应用的优缺点,并对新建极地科学考察破冰船的推进系统方案进行介绍。     

北极航行险与安

近年来,北极航道的探索与开辟成为航运业热点,北极航线的开通带来的一系列经济利益让很多船东心动。那么,现阶段北极区域的航行状况如何,通过冰区航道时应该注意哪些事项,极地规则的未来立法趋势如何呢？     

极地海冰环境分析

随着新极地科考破冰船的设计建造以及人们对北极航道的关注不断升温,极地海冰环境分析与跟踪显得非常必要。文章对该类船舶营运区域的海冰环境、船级社冰级定义以及风险评论进行分析,指出其中的关键要素,可为极地船舶设计提供参考。     

破冰船冰阻力估算方法研究

北极航道的季节性通航、蕴藏的丰富矿物资源以及极地科考活动的不断升温,极大地促进了破冰船的开发、建造和使用。在初步设计阶段,作为重要性能指标的冰阻力,目前国际上还没有一套标准的、可靠的快速预报方法。文章以江南造船(集团)公司承建的某型极地破冰船为研究对象,采用经验公式法(Lindqvist公式和Riska公式)计算了该船的冰阻力,通过对冰材料属性、经验公式与冰池试验误差分析、经验公式适用性、影响冰阻的船体几何参数等方面的研究,旨在为破冰船的初步设计提供参考和借鉴。     

冰载荷作用下船舶电力推进装置控制策略研究

船舶在极地海域航行时,将面对恶劣的冰载荷工况,冰-桨的相互作用致使船舶推进系统产生转速降,系统同时产生较大的扭矩波动,动力推进系统的安全受到威胁。论文以某重型破冰船电力推进系统为研究对象,建立电力推进系统转速-时间仿真模型和扭振时域动态响应计算数学模型,重点研究了冰载荷激励力矩作用时电力推进系统在不同调速控制策略下的电机转速降及轴系扭矩动态响应,通过全转速分析得到不同调速控制策略下电机转速降和轴段最恶劣冰载荷扭矩幅值随初始转速的分布规律,并对推进系统在各冰载荷工况及各冰厚条件下的螺旋桨破冰性能作出了预测,结果可为冰区电力推进装置的设计及性能分析提供参考。     

冰区船靓丽风景线

近年来,随着极地科考活动的不断升温,以及北极航道的季节性通航,冰区船舶大受追捧,新设计、新船型不断问世,成为造船领域一道靓丽的风景。     

基于POLARIS的北极东北航道通航窗口研究

北极水域复杂的海冰冰情严重影响着北极东北航道的可通航性,不同冰级的船舶在不同冰情的水域航行时面临不同的航行风险,导致通航条件不同,相应可通航的窗口期也不相同。研究基于国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)提出的极地操作限制评估风险指数系统(Polar Operational Limit Assessment Risk Indexing System, POLARIS),利用2011—2020年的北极海冰冰情数据结合“永盛”轮船舶冰级,计算北极水域风险指数结果(Risk Index Outcome, RIO)和“永盛”轮首航北极东北航道的航线RIO,确定北极东北航道不同通航条件航段占比,提取2011—2020年该冰级船舶可安全航行的航道通航窗口。结果表明：北极东北航道近10 a平均通航起始日为8月30日,通航结束日为11月16日,平均通航期为79 d。研究分析各年接近通航周的通航受限航段,识别了影响北极东北航道通航窗口的关键水域。有关研究方法和结果可为不同冰级船舶结合航线冰情制定航行计划以及船公司根据船舶冰级合理安排船期提供参考和...     

冰区船的发展现状和趋势

伴随全球气温升高,北极海域的冰层逐渐融化,北极航道的开通成为可能.冰区船的开发、建造和使用必将逐渐发展.为了跟上形势的发展,文章提出了加快开展冰区船的设计制造研究、及早开展冰区船辅助设施设备的研发、及早开展冰区船船员培训等应对措施.