“烏拉爾”號核動力破冰船在芬蘭灣海試 俄羅斯北極航線的守護神
“烏拉爾”號核動力破冰船屬于“22220項目”,這是世界上最大、最強的核動力船舶。這種破冰船用途廣泛,可以突破海洋中三米厚的冰層,開辟極地海域的航線。由于采用兩次吃水的操作方式,這類破冰船可以取代大部分老式破冰船。

“22220項目”核動力破冰船正在圣彼得堡的波羅的海造船廠建造,第一艘“北極(Arktika)”號已于2020年交付客戶。2021年,第二艘“西伯利亞(Siberia)”號投入使用。2022年,世界最大核動力破冰船系列的第三艘“烏拉爾”號即將交付,計劃共建造五艘這樣的破冰船。
10月14~31日,“烏拉爾”號破冰船在芬蘭灣進行海試,并成功通過所有審查,計劃在年底前移交給客戶——FSUE Atomflot。該系列的主要任務(wù)是保證北極全年通航、北冰洋航線的探險和維護?!?2220項目”核動力破冰船將在未來幾年成為俄羅斯民用破冰船隊的中堅力量。

當俄羅斯意識到蘇聯(lián)時代建造的許多破冰船已經(jīng)耗盡了壽命,就決定研制新型核動力破冰船?!?2220項目”的設(shè)計目標就是世界上最大、最強的核動力船舶,項目編號“LK-60Ya”意為配備功率60兆瓦核電站的破冰船。

新型核動力破冰船與上一代的主要區(qū)別就在于采用了雙吃水設(shè)計。能夠在北極環(huán)境下指揮船隊前進,突破三米厚的冰層。并可以在極地河流河口附近的淺水區(qū)工作。

設(shè)計者面臨的任務(wù)是,建造一艘能夠在北極條件下長時間自主運行,確保航道最大寬度、能夠拖曳船舶,并可以參與救援行動的核動力破冰船。俄羅斯設(shè)計院提出了一個破冰船項目,長度超過173米,寬度34米,高度52米,船頭破冰厚度3米。同時,破冰船的設(shè)計使用壽命為40年,而過去幾代的破冰船最長使用壽命只有25年。

更換一次核燃料,就可以持續(xù)運行長達七年,破冰船上巨大的空間可以攜帶更多的補給品,自主航行一年以上的時間。

按照傳統(tǒng),“22220項目”的每一艘核動力破冰船都有一位教母——聯(lián)邦委員會主席瓦倫蒂娜·馬特維恩科在“北極”號上打破一瓶香檳,“西伯利亞”號的教母是會計商會主席塔季揚娜·戈利科娃,而本文的主角“烏拉爾”號的教母是中央銀行行長埃爾維拉·納比烏利娜。

破冰船的上層結(jié)構(gòu)外表采用了俄羅斯國旗色,并有原子核標記。這艘破冰船專為53名船員設(shè)計,由于大多數(shù)設(shè)備都實現(xiàn)了自動化,所以這樣少的船員也可以保證破冰船的正常工作。

黑暗中,巨大的核動力破冰船燈火通明,就像是一座漂浮在黑暗中的城市。

上層結(jié)構(gòu)猶如巨大的俄羅斯國旗。

艦橋后方就是高大的主桅,桅桿及附近布置了大量傳感器和天線。

10月,“烏拉爾”號離開圣彼得堡波羅的海造船廠的碼頭,開始進行海試。這是一個強制性的建造階段,破冰船在沒有通過測試的情況下,不會交付給客戶。

波羅的海造船廠測試小組和設(shè)備制造商、客戶代表在為期三周的海試,對破冰船的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、設(shè)備的運行情況進行檢查。這是一次全面的測試,從航行性能到機艙內(nèi)閉路電視的操作,測試小組對自動化運行、導航系統(tǒng)、直升機系統(tǒng)和其他部件都要進行檢查。

海試不僅要測試破冰船所有系統(tǒng)的運行情況,還要評估各系統(tǒng)之間的相互作用。另外,系統(tǒng)在造船廠已經(jīng)進行了測試——每個節(jié)點都在一年內(nèi)完成測試。海試過程中,他們評估一切系統(tǒng)在真實條件下的運轉(zhuǎn)方式。最重要的是檢查電力推動系統(tǒng)、汽輪機的運行、通信和導航設(shè)備,以及機動和航速性能。

駕駛艙走廊,突出在上層結(jié)構(gòu)之外,提供了更好的視野。

這是單獨為破冰船舵機進行的測試項目,測試人員將舵輪打到最大的角度,然后讓其在極限的位置連續(xù)運行一小時——此時破冰船沿著一個圓圈不停航行。重要的是,所有設(shè)備上的指針都與舵輪上的實際位置相對應。他們還在測試過程中,只用船舵或螺旋槳反向旋轉(zhuǎn)控制破冰船的航行。在全速和12節(jié)航速的狀態(tài)下,檢查機動性,測量不同機動的特點和參數(shù)。

發(fā)動機的指令通過電信號的方式,從駕駛艙傳送到輪機艙,改變發(fā)動機的運行模式。

這艘核動力破冰船最高航速達到22節(jié),約40千米/小時。在3米厚的冰層上,這艘破冰船的航速可達2節(jié),幾乎是4千米/小時。

駕駛艙的多功能顯示屏,可以顯示破冰船的主要參數(shù)。

海試中最重要的項目之一,就是對電力推進系統(tǒng)在反應堆和主電動機的不同功率下進行測試。舵手正在以不同的航速,對整套動力系統(tǒng)進行測試。

駕駛艙設(shè)有領(lǐng)航員、導航員和舵手。在正常情況下,只有三個人在駕駛艙值班。當開始破冰作業(yè)時,并且必須手動保持航向時,第二舵手會接管手動舵輪。

手動舵輪。

駕駛艙的兩側(cè)突出在船體之外,可以讓領(lǐng)航員獲得非常良好的觀察視野。

建造“22220項目”核動力破冰船的圣彼得堡的波羅的海造船廠,于1856年開始建造船舶。俄羅斯上一代核動力破冰船同樣是由這家造船廠建造的,目前大部分仍在服役。同時,這個造船廠還建造了世界上獨一無二的“阿卡德米克·羅蒙諾索夫”號浮動核電站。

中央控制站(CPU)需要時刻監(jiān)控核電站的工作情況,核電站包括兩個反應堆和兩個功率為175兆瓦的蒸汽發(fā)電機組。

蒸汽推動渦輪發(fā)電機運轉(zhuǎn),會產(chǎn)生大約72兆瓦的電力,這是破冰船各個系統(tǒng)和三臺推進電機所需的電能。

每個核反應堆每小時會產(chǎn)生248噸蒸汽,該系統(tǒng)按照傳統(tǒng)的雙回路設(shè)計運行。這艘核動力破冰船的蒸汽輪機由圣彼得堡的Kirov-Energo-Mash公司研制。

海試期間,推力軸承、艉軸管,以及將動力從發(fā)動機傳送到螺旋槳的其他元件——螺旋槳軸和傳動系統(tǒng)都進行了檢查。

同時還測試了防冰裝置的運行情況,這是一種向船體兩側(cè)噴出空氣的系統(tǒng),可以防止破冰船與冰層凍結(jié)在一起。

海試中,還對導航設(shè)備,如陀螺羅經(jīng)、磁羅經(jīng)、導航回聲測深儀的誤差進行了計算和評估,校準多普勒測速儀,啟動自動駕駛儀。多普勒測速儀是一種測量航速的設(shè)備。

航行中的“烏拉爾”號。

其中一個海試項目是倒退航行一小時完成一個圓圈,這個項目是檢查轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一天海試中完成的航線,并完成了各種測試項目。

消防系統(tǒng)的測試。

為了撲滅破冰船上的火災,“烏拉爾”號設(shè)置了三臺高壓水炮:兩臺位于船頭,一臺位于船艉。

主桅側(cè)面的高壓水炮。

船艉的高壓水炮設(shè)置在直升機起降指揮平臺頂部。

這艘核動力破冰船非常獨特。

燈火通明的“烏拉爾”號,打開艦橋頂部的探照燈。

船頭的鐵錨,旁邊就是“烏拉爾”號的船名。

平均起錨速度應該在9米/分鐘以上。

起錨的同時需要用高壓水槍清洗錨鏈上的淤泥。

“烏拉爾”號的船艉。

船艉設(shè)置的柔性保護裝置。有時候,破冰船必須用剛性牽引方式,拖曳遇險船舶,因此需要在船艉進行保護,避免雙方在接觸過程中,造成船體破損。

直升機甲板,可以看到16噸的標記。

此次海試有嚴格的計劃,所有測試項目都有相應的規(guī)定,在三周時間內(nèi),完成了所有的項目。

可以看到舯部兩側(cè)有救生艇,遇險后,將救生艇放到海面上不應超過5分鐘。

“烏拉爾”號順利通過海試,正在準備驗收。

“22220項目”核動力破冰船的設(shè)計參考了“北極”和“泰米爾”兩級破冰船的運行期間獲得的數(shù)據(jù),設(shè)計者根據(jù)破冰船在各種冰層條件下的行動,進行了數(shù)字化建模。

其結(jié)果就是這艘世界上最大、最強的核動力破冰船。有了這樣的裝備,北冰洋的冰層將不再可怕,能夠在北極航線上進行高難度的遠征,并運輸各種貨物。

芬蘭灣的北極光。

參加“烏拉爾”號海試的部分人員,在直升機甲板拍照留念。

在“烏拉爾”號之后,“22220項目”核動力破冰船還有兩艘,分別是“雅庫特”號和“楚科奇”號,它們將組成世界上最強大的破冰船隊。