กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

กิจกรรมละลายพฤติกรรม

เรือตัดน้ำแข็งเป็นเรือหรือเรือเฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อเคลื่อนที่และแล่นผ่านน่านน้ำที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง และเพื่อให้เส้นทางเดินเรือ ที่ปลอดภัย สำหรับเรือและเรือลำอื่นๆ...

กิจกรรมละลายพฤติกรรม

เรือ USCGC Healy (WAGB-20) ทางด้านขวา กำลังทำลายชั้นน้ำแข็งรอบเรือบรรทุกน้ำมัน Rendaที่ติดธงรัสเซีย ห่าง จาก เมืองโนม รัฐอะแลสกาไปทางใต้ 250 ไมล์ (400 กิโลเมตร) ในเดือนมกราคม 2012

เรือตัดน้ำแข็งเป็นเรือหรือเรือเฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อเคลื่อนที่และแล่นผ่านน่านน้ำที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง และเพื่อให้เส้นทางเดินเรือ ที่ปลอดภัย สำหรับเรือและเรือลำอื่นๆ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วคำนี้จะหมายถึงเรือตัดน้ำแข็ง แต่ก็อาจหมายถึงเรือขนาดเล็กกว่า เช่น เรือตัดน้ำแข็งที่เคยใช้ในคลองของสหราชอาณาจักร ได้ เช่น กัน

เรือที่จะถือว่าเป็นเรือตัดน้ำแข็งได้นั้น ต้องมีคุณสมบัติสามประการที่เรือทั่วไปส่วนใหญ่ไม่มี ได้แก่ตัวเรือ ที่แข็งแรง รูปทรงที่สามารถเคลียร์น้ำแข็งได้ และกำลังที่จะฝ่าน้ำแข็งทะเล ได้ [ 1 ]

เรือตัดน้ำแข็งจะเปิดเส้นทางโดยการผลักตรงเข้าไปในน้ำที่แข็งตัวหรือแผ่นน้ำแข็งความแข็งแรงในการดัดงอของน้ำแข็งทะเลนั้นต่ำพอที่น้ำแข็งจะแตกได้โดยปกติโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในการทรงตัว ของเรือ ในกรณีที่น้ำแข็งหนามาก เรือตัดน้ำแข็งสามารถขับหัว เรือ เข้าไปในน้ำแข็งเพื่อทำลายมันภายใต้น้ำหนักของเรือ การสะสมของเศษน้ำแข็งที่อยู่ด้านหน้าเรือสามารถทำให้เรือช้าลงได้มากกว่าการแตกของน้ำแข็งเอง ดังนั้นเรือตัดน้ำแข็งจึงมีตัวเรือที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อนำเศษน้ำแข็งไปรอบๆ หรือใต้เรือ ส่วนประกอบภายนอกของระบบขับเคลื่อนของเรือ ( ใบพัดเพลาใบพัดฯลฯ) มีความเสี่ยงต่อความเสียหายมากกว่าตัวเรือ ดังนั้นความสามารถของเรือตัดน้ำแข็งในการขับเคลื่อนตัวเองเข้าไปในน้ำแข็ง ทำลายมัน และกำจัดเศษซากออกจากเส้นทางได้อย่างสำเร็จจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยของเรือ[ 2 ]

ประวัติศาสตร์

เรือตัดน้ำแข็งยุคแรก

ในปี ค.ศ. 1733 ม้าสองทีมและคนงานหนึ่งทีมช่วยกันลากเรือตัดน้ำแข็งผ่านคลองต่างๆ ในอัมสเตอร์ดัม

ก่อนที่จะมีเรือเดินสมุทร เทคโนโลยีการทำลายน้ำแข็งได้รับการพัฒนาขึ้นในคลองและแม่น้ำภายในประเทศ โดยใช้แรงงานคนด้วยขวานและตะขอ เรือทำลายน้ำแข็งแบบดั้งเดิมลำแรกที่บันทึกไว้คือเรือบรรทุกสินค้าที่เมืองบรูจส์ ของเบลเยียมใช้ ในปี 1383 เพื่อช่วยเคลียร์คูเมือง[ 3 ] [ 4 ] ความพยายามของเรือบรรทุกสินค้าทำลายน้ำแข็งประสบความสำเร็จมากพอที่จะทำให้เมืองซื้อเรือดังกล่าวสี่ลำ

เรือตัดน้ำแข็งยังคงถูกใช้งานอย่างต่อเนื่องในช่วงฤดูหนาวที่หนาวเย็นของยุคน้ำแข็งน้อยโดยมีการใช้งานเพิ่มมากขึ้นในพื้นที่ลุ่มน้ำตอนล่างซึ่งมีการค้าขายและการขนส่งผู้คนและสินค้าจำนวนมาก ในศตวรรษที่ 15 การใช้เรือตัดน้ำแข็งในฟลานเดอร์ส ( อูเดนาร์ เด , คอร์ไทรค์ , อี เปอร์ , เวิร์น , ดิกส์มุยเดและฮุลสต์ ) ได้มีการจัดตั้งขึ้นอย่างแพร่หลายแล้ว การใช้เรือตัดน้ำแข็งขยายตัวมากขึ้นในศตวรรษที่ 17 โดยเมืองสำคัญทุกแห่งในพื้นที่ลุ่มน้ำตอนล่างต่างใช้เรือตัดน้ำแข็งในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งเพื่อรักษาเส้นทางน้ำให้สะอาดอยู่เสมอ

ก่อนศตวรรษที่ 17 ข้อมูลจำเพาะของเรือตัดน้ำแข็งยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ข้อมูลจำเพาะของเรือตัดน้ำแข็งแสดงให้เห็นว่าเรือเหล่านั้นถูกลากโดยทีมม้า และน้ำหนักที่มากของเรือจะกดลงบนน้ำแข็งเพื่อทำลายมัน เรือเหล่านี้ถูกใช้ร่วมกับทีมคนงานที่ใช้ขวานและเลื่อย และเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากนักจนกระทั่งการปฏิวัติอุตสาหกรรม

เรือใบในน่านน้ำขั้วโลก

เรือที่เสริมความแข็งแรงเพื่อรับมือกับน้ำแข็งถูกนำมาใช้ในยุคแรกๆ ของการสำรวจขั้วโลก เดิมทีเรือเหล่านี้ทำจากไม้และดัดแปลงมาจากแบบที่มีอยู่เดิม แต่เสริมความแข็งแรง โดยเฉพาะบริเวณแนวน้ำด้วยการใช้ไม้กระดานสองชั้นที่ตัวเรือและเสริมความแข็งแรงด้วยคานขวางภายในเรือ มีการพันเหล็กเป็นแถบๆ รอบนอก บางครั้งก็มีการติดตั้งแผ่นโลหะที่หัวเรือ ท้ายเรือ และตามแนวกระดูกงู การเสริมความแข็งแรงเช่นนี้มีจุดประสงค์เพื่อช่วยให้เรือแล่นผ่านน้ำแข็งได้ และเพื่อปกป้องเรือในกรณีที่ถูก "หนีบ" โดยน้ำแข็ง การหนีบเกิดขึ้นเมื่อแผ่นน้ำแข็งรอบๆ เรือถูกดันเข้าหาเรือ ทำให้เรือติดอยู่เหมือนถูกหนีบด้วยคีม และทำให้เกิดความเสียหาย การกระทำคล้ายคีมนี้เกิดจากแรงของลมและกระแสน้ำที่กระทำต่อแผ่นน้ำแข็ง

หม้อดินเผารัสเซียสมัยศตวรรษที่ 17 ในพิพิธภัณฑ์

เรือลำแรกที่ใช้ในน่านน้ำขั้วโลกคือเรือของชาวเอสกิโมเรือคายัคของพวกเขาเป็นเรือขนาดเล็กที่ใช้แรงคนพาย มีดาดฟ้าที่ปิดมิดชิด และมีห้องโดยสารหนึ่งห้องหรือมากกว่านั้น แต่ละห้องมีที่นั่งสำหรับคนพาย หนึ่งคน ซึ่งใช้ ไม้พายแบบใบเดียวหรือสองใบเรือเหล่านี้ไม่มีความสามารถในการทำลายน้ำแข็ง แต่มีน้ำหนักเบาและเหมาะสมที่จะยกข้ามน้ำแข็งไปได้

ในศตวรรษที่ 9 และ 10 การขยายตัวของชาวไวกิงไปถึงมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ และในที่สุดก็ไปถึงกรีนแลนด์และสฟาลบาร์ดในแถบอาร์กติก อย่างไรก็ตาม ชาวไวกิงเดินเรือในน่านน้ำที่ปราศจากน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่ของปี ภายใต้สภาพอากาศอบอุ่นในยุคกลาง

ในศตวรรษที่ 11 ในรัสเซียตอนเหนือ ชายฝั่งทะเลขาวซึ่งได้ชื่อเช่นนั้นเพราะถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งนานกว่าครึ่งปี เริ่มมีการตั้งถิ่นฐาน กลุ่มชาติพันธุ์ผสมระหว่างชาวคาเรเลียและชาวรัสเซียในรัสเซียตอนเหนือที่อาศัยอยู่ตามชายฝั่งมหาสมุทรอาร์กติกเป็นที่รู้จักกันในชื่อโปมอร์ ("ผู้ตั้งถิ่นฐานริมทะเล") พวกเขาค่อยๆ พัฒนา เรือใบไม้ขนาดเล็กแบบเสาเดียวหรือสองเสาขึ้นมาซึ่งใช้สำหรับการเดินทางในสภาพน้ำแข็งของทะเลอาร์กติก และต่อมาใน แม่น้ำ ไซบีเรียเรือตัดน้ำแข็งรุ่นแรกๆ เหล่านี้เรียกว่าโคชิตัวเรือของโคชิได้รับการปกป้องด้วยแผ่นไม้เรียบที่ทนต่อการลอยตัวของน้ำแข็งตามแนวระดับน้ำที่เปลี่ยนแปลงได้ และมีกระดูกงูเทียมสำหรับการขนย้าย บน น้ำแข็ง หากโคชิถูกบีบโดยทุ่งน้ำแข็ง เส้นตัวเรือที่โค้งมนใต้ระดับน้ำจะช่วยให้เรือถูกดันขึ้นจากน้ำและขึ้นไปบนน้ำแข็งได้โดยไม่เกิดความเสียหาย[ 5 ]

ในศตวรรษที่ 19 มาตรการป้องกันที่คล้ายคลึงกันนี้ถูกนำมาใช้กับเรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำสมัยใหม่เรือใบ ที่มีชื่อเสียงบางลำ ในช่วงปลายยุคเรือใบก็มีรูปทรงคล้ายไข่เช่นเดียวกับ เรือ โปมอร์ตัวอย่างเช่น เรือ ฟราม (Fram ) ที่ใช้โดยฟริดต์ยอฟ นันเซนและนักสำรวจขั้วโลก ชาวนอร์เวย์ผู้ยิ่งใหญ่คนอื่น ๆ เรือ ฟรามเป็นเรือไม้ที่แล่นไปไกลที่สุดทางเหนือ (85°57'N) และทางใต้ (78°41'S) และเป็นหนึ่งในเรือไม้ที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา

เรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำ

เรือน้ำแข็งหมายเลข 1 ของเมืองที่แม่น้ำเดลาแวร์เรือกลไฟแบบใช้ใบพัดลำนี้สร้างขึ้นในปี 1837

เรือลำแรกๆ ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาพน้ำแข็ง[ 6 ] คือ เรือกลไฟไม้พายขนาด 51 เมตร (167 ฟุต) ชื่อCity Ice Boat No. 1ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับเมืองฟิลาเดลเฟียโดย Vandusen & Birelyn ในปีพ.ศ. 2480 เรือลำนี้ขับเคลื่อนด้วย เครื่องยนต์ไอน้ำ 2 เครื่อง กำลังเครื่องละ 250 แรงม้า (190 กิโลวัตต์) และใบพายไม้ของเรือได้รับการเสริมความแข็งแรงด้วยเหล็กหุ้ม[ 7 ]

ด้วยรูปทรงกลมและตัวเรือโลหะที่แข็งแรง เรือPilot ของรัสเซียที่สร้างขึ้น ในปี 1864เป็นต้นแบบที่สำคัญของเรือตัดน้ำแข็งสมัยใหม่ที่มีใบพัด เรือลำนี้สร้างขึ้นตามคำสั่งของมิคาอิล บริทเนฟ พ่อค้าและช่างต่อเรือ ส่วน หัวเรือได้รับการดัดแปลงเพื่อให้สามารถแล่นฝ่าชั้นน้ำแข็งได้ (ยกขึ้น 20° จากแนวกระดูกงู) ซึ่งทำให้เรือ Pilotสามารถดันตัวเองขึ้นไปบนยอดน้ำแข็งและทำลายมันได้ บริทเนฟออกแบบหัวเรือตามรูปทรงของเรือ Pomor โบราณ ซึ่งใช้แล่นในน่านน้ำน้ำแข็งของทะเลขาวและทะเลบาเรนต์มานานหลายศตวรรษเรือ Pilotถูกใช้ระหว่างปี 1864 ถึง 1890 ในการเดินเรือในอ่าวฟินแลนด์ระหว่าง เมือง ครอนสตาดต์และโอราเนียนบาว ม์ ทำให้ฤดูการเดินเรือในฤดูร้อนยาวนานขึ้นหลายสัปดาห์ ด้วยแรงบันดาลใจจากความสำเร็จของเรือ Pilotมิคาอิล บริทเนฟจึงสร้างเรือที่คล้ายกันลำที่สองชื่อBoy ("การทำลาย" ในภาษารัสเซีย) ในปี 1875 และลำที่สาม ชื่อ Booy ("ทุ่น" ในภาษารัสเซีย) ในปี 1889

ฤดูหนาวอันหนาวเหน็บในปี พ.ศ. 2413–2414 ทำให้แม่น้ำเอลเบและท่าเรือฮัมบูร์กกลายเป็นน้ำแข็ง ส่งผลให้การเดินเรือหยุดชะงักเป็นเวลานานและเกิดความเสียหายทางการค้าอย่างมหาศาล คาร์ล เฟอร์ดินานด์ สไตน์เฮาส์ นำแบบหัวเรือที่ดัดแปลงของไพล็อตจากบริทเนฟมาใช้สร้างเรือตัดน้ำแข็งของตนเอง[ 8 ] Eisbrecher I [ 9 ]

เยอร์มัคได้รับการยกย่องว่าเป็นเรือตัดน้ำแข็งสมัยใหม่ลำแรกที่สามารถแล่นในทะเลได้จริง

เรือตัดน้ำแข็งสมัยใหม่ลำแรก[ 10 ]ถูกสร้างขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เรือตัดน้ำแข็งเยอร์มัก (Yermak ) ถูกสร้างขึ้นในปี 1899 ที่ อู่ต่อเรือ อาร์มสตรอง วิทเวิร์ธ (Armstrong Whitworth)ในประเทศอังกฤษ ภายใต้สัญญาจากกองทัพเรือจักรวรรดิรัสเซียเรือลำนี้ได้นำหลักการสำคัญจากไพลอต (Pilot)มาใช้ในการสร้างเรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกเป็นลำแรก ซึ่งสามารถแล่นผ่านและบดขยี้ก้อนน้ำแข็งได้ เรือลำนี้มีระวางขับน้ำ 5,000 ตัน และเครื่องยนต์ลูกสูบ ไอน้ำของเรือ มีกำลัง 10,000 แรงม้า (7,500 กิโลวัตต์) เรือลำนี้ถูกปลดประจำการในปี 1963 และถูกแยกชิ้นส่วนในปี 1964 ทำให้เป็นหนึ่งในเรือตัดน้ำแข็งที่ใช้งานได้นานที่สุดในโลก

ในแคนาดา รัฐบาลจำเป็นต้องหาวิธีป้องกันน้ำท่วมเนื่องจากน้ำแข็งอุดตันในแม่น้ำเซนต์ลอว์เรนซ์จึงมีการสร้างเรือตัดน้ำแข็งเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำแข็งอุดตันในแม่น้ำทางตะวันออกของมอนทรีออลในเวลาเดียวกันนั้น แคนาดาต้องปฏิบัติตามพันธกรณีในแถบอาร์กติกของแคนาดา จึงมีการสร้างเรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำขนาดใหญ่ เช่น เรือ CGS  NB McLean (1930) และCGS  D'Iberville (1952) ที่มีความยาว 80 เมตร (260 ฟุต) เพื่อใช้ประโยชน์สองอย่าง (การป้องกันน้ำท่วมในแม่น้ำเซนต์ลอว์เรนซ์และการเติมน้ำในแถบอาร์กติก)

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 หลายประเทศเริ่มใช้งานเรือตัดน้ำแข็งที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ ส่วนใหญ่เป็นเรือตัดน้ำแข็งชายฝั่ง แต่แคนาดา รัสเซีย และต่อมาสหภาพโซเวียตก็สร้างเรือตัดน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่สามารถแล่นในมหาสมุทรได้หลายลำ โดยมีระวางขับน้ำสูงสุดถึง 11,000 ตัน

เรือตัดน้ำแข็งที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล

ก่อนที่จะมีการสร้างเรือตัดน้ำแข็ง ดีเซลไฟฟ้าลำแรกในช่วงทศวรรษ 1930 เรือตัดน้ำแข็งส่วนใหญ่เป็นเรือไอน้ำที่ ใช้ถ่านหินหรือน้ำมัน เป็น เชื้อเพลิง [ 11 ]เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบเป็นที่นิยมใช้ในเรือตัดน้ำแข็งเนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ แข็งแรง มีคุณสมบัติแรงบิดที่ดี และสามารถเปลี่ยนทิศทางการหมุนได้อย่างรวดเร็ว[ 12 ]ในยุคของเรือไอน้ำ เรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำที่ทรงพลังที่สุดก่อนสงครามมีกำลังขับเคลื่อนประมาณ 10,000 แรงม้าเพลา (7,500 กิโลวัตต์) [ 11 ]

เรือ Ymerเป็นเรือตัดน้ำแข็งพลังงานดีเซล-ไฟฟ้าลำแรกของโลก สร้างขึ้นในปี 1933

เรือตัดน้ำแข็งดีเซลไฟฟ้าลำแรกของโลกคือเรือตัดน้ำแข็งYmer ของสวีเดนขนาด 4,330 ตัน ในปี 1933 ด้วยกำลัง 9,000 แรงม้า (6,700 กิโลวัตต์) แบ่งระหว่างใบพัดสองตัวที่ท้ายเรือและใบพัดหนึ่งตัวที่หัวเรือ เธอยังคงเป็นเรือตัดน้ำแข็งที่ทรงพลังที่สุดของสวีเดนจนกระทั่งเรือOden เข้าประจำการ ในปี 1957 ต่อมาคือเรือSisu ของฟินแลนด์ ซึ่งเป็น เรือตัดน้ำแข็งดีเซลไฟฟ้าลำแรกในฟินแลนด์ในปี 1939 [ 13 ] [ 14 ] เรือทั้งสองลำถูกปลดประจำการในช่วงทศวรรษ 1970 และถูกแทนที่ด้วยเรือตัดน้ำแข็งขนาดใหญ่กว่ามากในทั้งสองประเทศ คือเรือ Sisuที่สร้างในปี 1976 ในฟินแลนด์ และ เรือ Ymerที่สร้างในปี 1977 ในสวีเดน

ในปี พ.ศ. 2484 สหรัฐอเมริกาเริ่มสร้างเรือชั้นวินด์การวิจัยในสแกนดิเนเวียและสหภาพโซเวียตนำไปสู่การออกแบบที่มีตัวเรือที่แข็งแรงมาก สั้นและกว้าง มีส่วนหัวที่ตัดออกและท้องเรือโค้งมน เครื่องจักรดีเซลไฟฟ้าที่ทรงพลังขับเคลื่อนใบพัดท้ายเรือสองตัวและใบพัดหัวเรือเสริมอีกหนึ่งตัว[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]คุณสมบัติเหล่านี้จะกลายเป็นมาตรฐานสำหรับเรือตัดน้ำแข็งหลังสงครามจนถึงทศวรรษ 1980

ตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษ 1970 เรือตัดน้ำแข็งดีเซลไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดคือเรือตัดน้ำแข็งErmak , Admiral MakarovและKrasin ซึ่งเดิมเป็นของสหภาพโซเวียตและต่อมาเป็นของรัสเซีย โดยมี เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล 12 สูบจำนวน 9 เครื่องที่ผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน 3 ตัว โดยมีกำลังขับรวม 26,500 กิโลวัตต์ (35,500 แรงม้า) [ 11 ]หลังปี 2030 คาดว่าจะมีการส่งมอบเรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกของแคนาดาCCGS  ArpatuuqและCCGS  Imnaryuaqซึ่งมีกำลังขับเคลื่อนรวม 34,000 กิโลวัตต์ (46,000 แรงม้า)

แคนาดา

เรือCCGS  Louis S. St-Laurentเป็นเรือตัดน้ำแข็งของหน่วยยามฝั่งแคนาดา

ในแคนาดา การสร้างเรือตัดน้ำแข็งระบบดีเซล-ไฟฟ้าเริ่มต้นขึ้นในปี 1952 โดยเริ่มจากเรือHMCS Labrador (ซึ่งต่อมาถูกโอนไปให้หน่วยยามฝั่งแคนาดา) โดยใช้ แบบเรือชั้น Wind ของหน่วยยามฝั่งสหรัฐฯแต่ไม่มีใบพัดที่หัวเรือ ต่อมาในปี 1960 การพัฒนาเรือตัดน้ำแข็งขนาดใหญ่ของแคนาดาได้ก้าวไปอีกขั้น เมื่อเรือ CCGS  John A. Macdonaldสร้างเสร็จสมบูรณ์ที่เมืองลอซง รัฐควิเบก เรือ John A. Macdonald มีขนาดใหญ่และทรงพลังกว่าเรือ Labrador อย่างมากเป็นเรือตัดน้ำแข็งที่สามารถแล่นในมหาสมุทรและรับมือกับสภาพขั้วโลกที่รุนแรงที่สุดได้ เครื่องจักรดีเซล-ไฟฟ้าขนาด 15,000 แรงม้า (11,000 กิโลวัตต์) จัดเรียงเป็นสามชุด ส่งกำลังอย่างเท่าเทียมกันไปยังเพลาทั้งสาม

เรือตัดน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุดของแคนาดา คือ เรือ CCGS  Louis S. St-Laurentซึ่งมีความยาว 120 เมตร (390 ฟุต) ได้รับการส่งมอบในปี 1969 ระบบขับเคลื่อนเดิมประกอบด้วยกังหันไอน้ำ 3 ตัว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 9 ตัว และมอเตอร์ไฟฟ้า 3 ตัว ให้กำลังขับเคลื่อน 27,000 แรงม้า (20,000 กิโลวัตต์) โครงการปรับปรุงครั้งใหญ่ในช่วงกลางอายุการใช้งาน (1987–1993) ทำให้เรือได้รับส่วนหัวใหม่และระบบขับเคลื่อนใหม่ โรงไฟฟ้าใหม่ประกอบด้วยเครื่องยนต์ดีเซล 5 ตัว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 ตัว และมอเตอร์ไฟฟ้า 3 ตัว ให้กำลังขับเคลื่อนเกือบเท่าเดิม

เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม พ.ศ. 2537 เรือ Louis S. St-LaurentและUSCGC  Polar Seaกลายเป็นเรือผิวน้ำลำแรกของอเมริกาเหนือที่ไปถึงขั้วโลกเหนือ เดิมทีเรือลำนี้มีกำหนดปลดประจำการในปี พ.ศ. 2543 อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงใหม่ทำให้กำหนดการปลดประจำการขยายออกไปเป็นปี พ.ศ. 2560 ปัจจุบันมีแผนที่จะใช้งานต่อไปจนถึงช่วงปี พ.ศ. 2563 จนกว่าจะมีการนำเรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกใหม่ 2 ลำ คือCCGS  ArpatuuqและCCGS  Imnaryuaq เข้ามา ประจำการในหน่วยยามฝั่ง[ 18 ]

ฟินแลนด์

เรือตัดน้ำแข็งถูกใช้มานานแล้วในฟินแลนด์ ซึ่งเป็นประเทศที่มีท่าเรือหลายแห่งที่ไม่ได้ปราศจากน้ำแข็ง ( Murtaja (1890), Sampo (1898), Apu (1899) และอื่นๆ อีกมากมาย[ 19 ] ) ณ ปี 2026 Arctiaรับผิดชอบการบำรุงรักษาและการพัฒนากองเรือ[ 20 ]

เมื่อวันที่ 9 ตุลาคม พ.ศ. 2568 ประธานาธิบดีทรัมป์ ของสหรัฐฯ และประธานาธิบดีสตับบ์ ของฟินแลนด์ ได้ลงนามในข้อตกลงให้หน่วยยามฝั่งสหรัฐฯซื้อเรือตัดน้ำแข็งได้มากถึง 11 ลำ เพื่อเสริมสร้างความมั่นคงแห่งชาติของสหรัฐฯในแถบอาร์กติก โดยทั้งสองฝ่ายได้อนุมัติบันทึกความเข้าใจเกี่ยวกับความร่วมมือด้านเรือตัดน้ำแข็ง[ 21 ] [ 22 ]

ณ เดือนมกราคม พ.ศ. 2569 บริษัทฟินแลนด์ได้ออกแบบเรือตัดน้ำแข็งที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันถึง 80% และ 60% ถูกสร้างขึ้นที่อู่ต่อเรือในฟินแลนด์[ 23 ]

เรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์

แสตมป์โซเวียตรูปเลนิน เรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกของโลก

ปัจจุบันรัสเซียเป็นผู้ดำเนินการเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ ที่มีอยู่และใช้งานได้ทั้งหมด [ 24 ]ลำแรกคือNS Lenin ซึ่งถูกปล่อยลงน้ำในปี 1957 และเริ่มปฏิบัติการในปี 1959 ก่อนที่จะปลดประจำการอย่างเป็นทางการในปี 1989 นับเป็นทั้ง เรือผิวน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกของโลก และ เรือพลเรือนพลังงานนิวเคลียร์ลำ แรก

เรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ลำที่สองของโซเวียตคือ NS Arktikaซึ่งเป็นเรือลำแรกของชั้นArktikaเรือลำนี้ประจำการตั้งแต่ปี 1975 และเป็นเรือผิวน้ำลำแรกที่ไปถึงขั้วโลกเหนือเมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 1977 นอกจากนี้ยังมีการสร้างเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์หลายลำนอกสหภาพโซเวียต เรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ชั้นTaymyr ที่มีระวางบรรทุกตื้นสองลำ ถูกสร้างขึ้นในฟินแลนด์ให้กับสหภาพโซเวียตในช่วงปลายทศวรรษ 1980 [ 11 ]

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2550 การทดสอบทางทะเลเสร็จสิ้นสำหรับเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ของรัสเซีย NS 50 Let Pobedyเรือลำนี้ถูกนำเข้าประจำการโดย บริษัท Murmansk Shipping Company ซึ่งบริหารจัดการเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ของรัฐบาลรัสเซียทั้งหมด 8 ลำ เดิมทีมีการวางกระดูกงูในปี พ.ศ. 2532 โดยBaltic Worksแห่งเลนินกราดและเรือถูกปล่อยลงน้ำในปี พ.ศ. 2536 ในชื่อ NS Uralเรือตัดน้ำแข็งลำนี้ตั้งใจให้เป็นลำที่หกและลำสุดท้ายของชั้นArktika [ 25 ]

มีการวางแผนสร้างเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์รุ่นใหม่ 2 รุ่น เพื่อทดแทนเรือชั้นอาร์คติกา ได้แก่ โครงการ 22220และโครงการ 10510เรือชั้นใหม่เหล่านี้มีระวางขับน้ำมากกว่าเรือชั้น อาร์คติกา

การทำงาน

ปัจจุบัน เรือตัดน้ำแข็งส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้เพื่อเปิดเส้นทางการค้าในบริเวณที่มีสภาพน้ำแข็งตามฤดูกาลหรือน้ำแข็งถาวร แม้ว่าเรือสินค้าที่เข้าเทียบท่าในภูมิภาคเหล่านี้จะได้รับการเสริมความแข็งแรงเพื่อการเดินเรือในน้ำแข็งแต่โดยทั่วไปแล้วเรือเหล่านี้มักไม่มีกำลังมากพอที่จะจัดการกับน้ำแข็งได้ด้วยตนเอง ด้วยเหตุนี้ ในทะเลบอลติกทะเลสาบใหญ่และเส้นทางเดินเรือเซนต์ลอว์เรนซ์รวมถึงเส้นทางเดินเรือทะเลเหนือหน้าที่หลักของเรือตัดน้ำแข็งคือการคุ้มกันขบวนเรือหนึ่งลำหรือมากกว่านั้นให้ผ่านน่านน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำแข็งได้อย่างปลอดภัย เมื่อเรือลำใดลำหนึ่งติดอยู่ในน้ำแข็ง เรือตัดน้ำแข็งจะต้องช่วยเหลือเรือนั้นโดยการทำลายน้ำแข็งที่ล้อมรอบเรือ และหากจำเป็น ก็ต้องเปิดเส้นทางที่ปลอดภัยผ่านทุ่งน้ำแข็ง ในสภาพน้ำแข็งที่ยากลำบาก เรือตัดน้ำแข็งยังสามารถลากจูงเรือที่อ่อนแอที่สุดได้อีกด้วย[ 11 ]

เรือตัดน้ำแข็ง Otsoของฟินแลนด์คุ้มกันเรือสินค้าในทะเลบอลติก

เรือตัดน้ำแข็งบางลำยังใช้เพื่อสนับสนุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในแถบอาร์กติกและแอนตาร์กติก นอกจากความสามารถในการตัดน้ำแข็งแล้ว เรือเหล่านี้ยังต้องมีคุณสมบัติในการเดินเรือในน่านน้ำเปิดที่ดีพอสมควรสำหรับการเดินทางไปและกลับจากภูมิภาคขั้วโลก สิ่งอำนวยความสะดวกและที่พักสำหรับบุคลากรทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถในการบรรทุกสินค้าเพื่อจัดหาสถานีวิจัยบนฝั่ง[ 11 ]ประเทศต่างๆ เช่นอาร์เจนตินาและแอฟริกาใต้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีเรือตัดน้ำแข็งในน่านน้ำภายในประเทศ มีเรือตัดน้ำแข็งเพื่อการวิจัยสำหรับดำเนินการศึกษาในภูมิภาคขั้วโลก

เนื่องจากการขุดเจาะนอกชายฝั่งเคลื่อนตัวไปยังทะเลอาร์กติก จึงจำเป็นต้องใช้เรือตัดน้ำแข็งเพื่อขนส่งสินค้าและอุปกรณ์ไปยังแหล่งขุดเจาะ และปกป้องเรือขุดเจาะและแท่นขุดเจาะน้ำมันจากน้ำแข็งโดยการจัดการน้ำแข็ง ซึ่งรวมถึงการทำลายก้อนน้ำแข็งที่ลอยอยู่ให้เป็นก้อนเล็กๆ และการบังคับทิศทางภูเขาน้ำแข็งให้ห่างจากวัตถุที่ได้รับการปกป้อง[ 11 ]ในอดีต การดำเนินงานดังกล่าวส่วนใหญ่ดำเนินการในอเมริกาเหนือ แต่ปัจจุบันการขุดเจาะนอกชายฝั่งและการผลิตน้ำมันในอาร์กติกก็เกิดขึ้นในหลายส่วนของอาร์กติกของรัสเซียเช่นกัน

เรือ ตัดน้ำแข็ง ของหน่วยยามฝั่งสหรัฐฯในอ่าวแม็กเมอร์โดเพื่อสนับสนุนปฏิบัติการดีพฟรีซ

หน่วยยามฝั่งสหรัฐฯใช้เรือตัดน้ำแข็งเพื่อช่วยในการปฏิบัติภารกิจค้นหาและกู้ภัยในมหาสมุทรขั้วโลกที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง เรือตัดน้ำแข็งของสหรัฐฯ ทำหน้าที่ปกป้องผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและรักษาการมีอยู่ของประเทศในภูมิภาคอาร์กติกและแอนตาร์กติก เมื่อแผ่นน้ำแข็งในอาร์กติกละลายอย่างต่อเนื่อง ก็มีการค้นพบเส้นทางเดินเรือมากขึ้น เส้นทางเดินเรือที่เป็นไปได้เหล่านี้ทำให้ความสนใจในซีกโลกขั้วโลกจากประเทศต่างๆ ทั่วโลกเพิ่มมากขึ้น เรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกของสหรัฐฯ ต้องให้การสนับสนุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในมหาสมุทรอาร์กติกและแอนตาร์กติกที่กำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง[ 26 ]ทุกปีเรือตัดน้ำแข็งขนาดใหญ่ต้องดำเนินการปฏิบัติการ Deep Freezeเพื่อเคลียร์เส้นทางที่ปลอดภัยสำหรับเรือขนส่งเสบียงไปยัง ศูนย์ McMurdo ของ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติในแอนตาร์กติกา การเดินทางหลายเดือนครั้งล่าสุดนำโดยเรือPolar Starซึ่งคุ้มกันเรือบรรทุกตู้คอนเทนเนอร์และเชื้อเพลิงผ่านสภาพที่อันตรายก่อนที่จะรักษาช่องทางให้ปราศจากน้ำแข็ง[ 27 ]

ลักษณะเฉพาะ

ความต้านทานต่อน้ำแข็งและรูปทรงตัวเรือ

เรือตัดน้ำแข็งบอตนิกา ของเอสโตเนีย มีหัวเรือทรงกลมแบบเรือตัดน้ำแข็งทั่วไป โดยมีส่วนหัวและมุมบานออกเล็กน้อยนอกจากนี้ยังมองเห็นสายรัดน้ำแข็งที่เชื่อมด้วยแรงระเบิด และเครื่องมือขยายช่องน้ำแข็งได้อีกด้วย

เรือตัดน้ำแข็งมักถูกอธิบายว่าเป็นเรือที่ขับหัวเรือที่ลาดเอียงไปบนน้ำแข็งและทำลายมันด้วยน้ำหนักของเรือ[ 28 ]ในความเป็นจริง สิ่งนี้เกิดขึ้นเฉพาะในน้ำแข็งที่หนามากเท่านั้น ซึ่งเรือตัดน้ำแข็งจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับการเดิน หรืออาจต้องถอยหลังซ้ำๆ หลายช่วงความยาวของเรือและพุ่งชนก้อนน้ำแข็งด้วยกำลังเต็มที่ โดยทั่วไปแล้ว น้ำแข็งซึ่งมีความแข็งแรงในการดัดงอ ค่อนข้างต่ำ จะแตกและจมลงใต้ท้องเรือได้ง่ายโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในการทรงตัวของเรือตัดน้ำแข็งในขณะที่เรือเคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยความเร็วที่ค่อนข้างสูงและคงที่[ 29 ]

ในการออกแบบเรือตัดน้ำแข็ง เป้าหมายหลักประการหนึ่งคือการลดแรงที่เกิดจากการบดขยี้และทำลายน้ำแข็ง รวมถึงการจมก้อนน้ำแข็งที่แตกแล้วไว้ใต้ท้องเรือ ค่าเฉลี่ยของส่วนประกอบตามแนวยาวของแรงทันทีเหล่านี้เรียกว่าความต้านทานน้ำแข็งของเรือสถาปนิกทางทะเลที่ออกแบบเรือตัดน้ำแข็งใช้ เส้นโค้ง hvเพื่อกำหนดความสามารถในการตัดน้ำแข็งของเรือ เส้นโค้งนี้แสดงความเร็ว ( v ) ที่เรือสามารถทำได้เป็นฟังก์ชันของความหนาของน้ำแข็ง ( h ) โดยคำนวณความเร็วที่แรงขับจากใบพัดเท่ากับความต้านทานไฮโดรไดนามิกและความต้านทานน้ำแข็งรวมกันของเรือ[ 1 ]วิธีการอื่นในการกำหนดความสามารถในการตัดน้ำแข็งของเรือในสภาพน้ำแข็งที่แตกต่างกัน เช่นสันน้ำแข็งคือการทำการทดสอบแบบจำลองในถังน้ำแข็งไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็ตาม ประสิทธิภาพที่แท้จริงของเรือตัดน้ำแข็งใหม่จะได้รับการตรวจสอบในการทดสอบน้ำแข็งขนาดเต็มรูปแบบเมื่อสร้างเรือเสร็จแล้ว

เพื่อลดแรงทำลายน้ำแข็งให้น้อยที่สุด เส้นตัวเรือของเรือตัดน้ำแข็งมักได้รับการออกแบบให้ส่วนที่บานออกที่ระดับน้ำมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ส่งผลให้เรือตัดน้ำแข็งมีลักษณะหัวเรือ ที่ลาดเอียงหรือโค้งมน รวมถึงด้านข้างที่ลาดเอียงและส่วนกลางลำเรือที่สั้นและขนานกัน เพื่อเพิ่มความคล่องตัวในการบังคับเรือในน้ำแข็ง[ 29 ]อย่างไรก็ตามหัวเรือรูปช้อนและตัวเรือทรงกลมมีประสิทธิภาพทางอุทกพลศาสตร์และ ลักษณะการ ทรงตัวในทะเล ที่ไม่ดี และทำให้เรือตัดน้ำแข็งเสี่ยงต่อการกระแทกหรือโครงสร้างด้านล่างของเรือกระทบกับผิวน้ำทะเล[ 1 ]ด้วยเหตุนี้ ตัวเรือของเรือตัดน้ำแข็งจึงมักเป็นการประนีประนอมระหว่างความต้านทานน้ำแข็งขั้นต่ำ ความคล่องตัวในน้ำแข็ง ความต้านทานทางอุทกพลศาสตร์ต่ำ และลักษณะที่เหมาะสมในน้ำเปิด[ 11 ]

เรือตัดน้ำแข็งโอเดน ของสวีเดน ถูกสร้างขึ้นโดยมีหัวเรือแบนราบและระบบฉีดน้ำเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างตัวเรือกับน้ำแข็ง

เรือตัดน้ำแข็งบางลำมีตัวเรือที่ส่วนหัวกว้างกว่าส่วนท้าย การขยาย ช่องน้ำแข็ง ด้วยเครื่องมือ เหล่านี้ จะเพิ่มความกว้างของช่องน้ำแข็งและลดแรงเสียดทานที่ส่วนท้ายเรือ รวมทั้งปรับปรุงความคล่องตัวของเรือในน้ำแข็ง นอกจากสีที่มีแรงเสียดทานต่ำแล้ว เรือตัดน้ำแข็งบางลำยังใช้ เข็มขัดน้ำแข็งสแตนเลสที่ทนต่อการสึกหรอ ซึ่งเชื่อมด้วยการระเบิดซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและปกป้องตัวเรือจากการกัดกร่อน ระบบเสริมต่างๆ เช่น ระบบฉีดน้ำแรงดันสูงและระบบเป่าอากาศถูกนำมาใช้เพื่อลดแรงเสียดทานโดยการสร้างชั้นหล่อลื่นระหว่างตัวเรือกับน้ำแข็ง การสูบน้ำระหว่างถังทั้งสองด้านของเรือส่งผลให้เกิดการกลิ้งอย่างต่อเนื่องซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและทำให้การแล่นผ่านน้ำแข็งง่ายขึ้น การออกแบบหัวเรือแบบทดลอง เช่น หัวเรือแบบแบน Thyssen-Waas และหัวเรือทรงกระบอก ได้ถูกทดลองใช้มาหลายปีเพื่อลดแรงต้านของน้ำแข็งและสร้างช่องทางที่ปราศจากน้ำแข็ง[ 11 ]

การออกแบบโครงสร้าง

เรือตัดน้ำแข็งและเรืออื่นๆ ที่ปฏิบัติการในน่านน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำแข็งจำเป็นต้องมีการเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างเพิ่มเติมเพื่อต้านทานแรงต่างๆ ที่เกิดจากการสัมผัสระหว่างตัวเรือกับน้ำแข็งโดยรอบ เนื่องจากแรงดันน้ำแข็งแตกต่างกันในแต่ละส่วนของตัวเรือ บริเวณที่ได้รับการเสริมความแข็งแรงมากที่สุดในตัวเรือของเรือที่แล่นในน้ำแข็งคือส่วนหัวเรือ ซึ่งรับแรงน้ำแข็งสูงสุด และบริเวณรอบเส้นน้ำ โดยมีการเสริมความแข็งแรงเพิ่มเติมทั้งเหนือและใต้เส้นน้ำเพื่อสร้างเข็มขัดน้ำแข็งต่อเนื่องรอบเรือ[ 2 ]

หัวเรือของเรือ วิจัย RV  Polarsternซึ่งเป็นเรือตัดน้ำแข็งเพื่อการวิจัย โดยปกติแล้วหัวเรือของเรือตัดน้ำแข็งจะเป็นบริเวณที่เสริมความแข็งแรงมากที่สุดของเรือ

เรือตัดน้ำแข็งขนาดสั้นและอ้วนโดยทั่วไปสร้างโดยใช้โครงสร้างตามขวางซึ่งแผ่นเปลือกจะเสริมความแข็งแรงด้วยโครงสร้างที่วางห่างกันประมาณ 400 ถึง 1,000 มิลลิเมตร (1 ถึง 3 ฟุต) ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างตามยาวที่ใช้ในเรือที่ยาวกว่า ใกล้กับเส้นน้ำ โครงสร้างที่วิ่งในแนวตั้งจะกระจายแรงกดจากน้ำแข็งที่กระจุกตัวอยู่บนแผ่นเปลือกไปยังคานตามยาวที่เรียกว่าสตริงเกอร์ ซึ่งในทางกลับกันได้รับการรองรับโดยโครงสร้างเว็บและผนังกั้นที่รับน้ำหนักตัวเรือที่กระจายออกไปมากกว่า[ 2 ]ในขณะที่แผ่นเปลือกซึ่งสัมผัสโดยตรงกับน้ำแข็งอาจมีความหนาถึง 50 มิลลิเมตร (2.0 นิ้ว) ในเรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกแบบเก่า การใช้เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่มีความแข็งแรงครากถึง 500 MPa (73,000 psi) ในเรือตัดน้ำแข็งสมัยใหม่ส่งผลให้มีความแข็งแรงของโครงสร้างเท่ากันด้วยความหนาของวัสดุที่น้อยลงและน้ำหนักเหล็กที่เบาลง ไม่ว่าความแข็งแรงจะเป็นอย่างไร เหล็กที่ใช้ในโครงสร้างตัวเรือของเรือตัดน้ำแข็งจะต้องสามารถต้านทานการแตกหักแบบเปราะในอุณหภูมิแวดล้อมต่ำและสภาวะการรับน้ำหนักสูง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับการปฏิบัติงานในน่านน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำแข็ง[ 2 ] [ 30 ]

หากสร้างตามกฎที่กำหนดโดยสมาคมจัดประเภทเรือเช่นAmerican Bureau of Shipping , Det Norske VeritasหรือLloyd's Registerเรือตัดน้ำแข็งอาจได้รับการกำหนดชั้นน้ำแข็งตามระดับการเสริมความแข็งแรงของตัวเรือเพื่อรับมือกับน้ำแข็ง โดยปกติจะพิจารณาจากความหนาของน้ำแข็งสูงสุดที่คาดว่าเรือจะปฏิบัติงาน และข้อกำหนดอื่นๆ เช่น ข้อจำกัดที่เป็นไปได้ในการชนน้ำแข็ง แม้ว่าชั้นน้ำแข็งโดยทั่วไปจะเป็นเพียงตัวบ่งชี้ระดับการเสริมความแข็งแรงเพื่อรับมือกับน้ำแข็ง ไม่ใช่ความสามารถในการตัดน้ำแข็งที่แท้จริงของเรือตัดน้ำแข็ง แต่สมาคมจัดประเภทเรือบางแห่ง เช่นRussian Maritime Register of Shippingมีข้อกำหนดด้านความสามารถในการปฏิบัติงานสำหรับชั้นน้ำแข็งบางประเภท ตั้งแต่ปี 2000 เป็นต้นมาสมาคมจัดประเภทเรือระหว่างประเทศ (IACS) ได้เสนอให้ใช้ระบบรวมที่เรียกว่าPolar Class (PC) เพื่อแทนที่การกำหนดชั้นน้ำแข็งเฉพาะของแต่ละสมาคมจัดประเภทเรือ

พลังงานและการขับเคลื่อน

นับตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สองเรือตัดน้ำแข็งส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ระบบขับเคลื่อนดีเซล-ไฟฟ้า ซึ่งเครื่องยนต์ดีเซลที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนที่หมุนใบพัดแบบคงที่ เรือตัดน้ำแข็งดีเซล-ไฟฟ้าลำแรกถูกสร้างขึ้นโดยใช้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสตรง (DC) และมอเตอร์ขับเคลื่อน แต่เมื่อเวลาผ่านไป เทคโนโลยีได้พัฒนาไปสู่ เครื่องกำเนิด ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และในที่สุดก็เป็นระบบ AC-AC ที่ควบคุมความถี่ได้[ 11 ]ในเรือตัดน้ำแข็งดีเซล-ไฟฟ้าสมัยใหม่ ระบบขับเคลื่อนถูกสร้างขึ้นตามหลักการโรงไฟฟ้า ซึ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลักจะจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับผู้ใช้บนเรือทั้งหมด และไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องยนต์เสริม

แม้ว่าระบบขับเคลื่อนดีเซล-ไฟฟ้าจะเป็นตัวเลือกที่นิยมสำหรับเรือตัดน้ำแข็งเนื่องจากลักษณะแรงบิดที่ความเร็วต่ำที่ดีของมอเตอร์ขับเคลื่อนไฟฟ้า แต่เรือตัดน้ำแข็งก็ถูกสร้างขึ้นด้วยเครื่องยนต์ดีเซลที่เชื่อมต่อทางกลกับเกียร์ทดรอบและใบพัดแบบปรับมุมได้ระบบขับเคลื่อนเชิงกลมีข้อดีหลายประการเหนือระบบขับเคลื่อนดีเซล-ไฟฟ้า เช่น น้ำหนักเบากว่าและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ดีเซลมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของการหมุนของใบพัด และเพื่อแก้ไขปัญหานี้ ระบบขับเคลื่อนเชิงกลมักจะติดตั้งล้อช่วยแรงขนาดใหญ่หรือข้อต่อไฮโดรไดนามิกเพื่อดูดซับการเปลี่ยนแปลงแรงบิดที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างใบพัดกับน้ำแข็ง[ 11 ]

เรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกของแคนาดา CCGS Louis S. St-Laurentที่สร้างขึ้นในปี 1969 เป็นหนึ่งในเรือตัดน้ำแข็งไม่กี่ลำที่ติดตั้งหม้อไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเทอร์โบที่ผลิตพลังงานสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนไฟฟ้าสามตัว ต่อมาได้มีการปรับปรุงใหม่โดยใช้เครื่องยนต์ดีเซลห้าเครื่อง ซึ่งประหยัดเชื้อเพลิงได้ดีกว่ากังหันไอน้ำ เรือตัดน้ำแข็งของแคนาดารุ่นหลังๆ ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ระบบขับเคลื่อนดีเซล-ไฟฟ้า[ 11 ]

เรือตัดน้ำแข็ง Polar-classสองลำที่ดำเนินการโดยหน่วยยามฝั่งของสหรัฐอเมริกามีระบบขับเคลื่อนแบบผสมผสานระหว่างดีเซล-ไฟฟ้าและกลไก ซึ่งประกอบด้วยเครื่องยนต์ดีเซลหกเครื่องและกังหันก๊าซ สามเครื่อง ในขณะที่เครื่องยนต์ดีเซลเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตพลังงานสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนสามตัว กังหันก๊าซจะเชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาใบพัดที่ขับเคลื่อนใบพัดแบบปรับมุมได้[ 11 ]โรงไฟฟ้าดีเซล-ไฟฟ้าสามารถผลิตพลังงานได้สูงสุด 13,000 กิโลวัตต์ (18,000 แรงม้า) ในขณะที่กังหันก๊าซมีกำลังรวมต่อเนื่อง 45,000 กิโลวัตต์ (60,000 แรงม้า) [ 31 ]

ภาพมุมมองด้านล่างของตัวเรือและใบพัดของเรือUSCGC  Healy

จำนวน ประเภท และตำแหน่งของใบพัดขึ้นอยู่กับกำลัง ความลึก และวัตถุประสงค์ของเรือ เรือตัดน้ำแข็งขนาดเล็กและเรือตัดน้ำแข็งเฉพาะทางอาจใช้ใบพัดเพียงใบเดียว ในขณะที่เรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกขนาดใหญ่โดยทั่วไปต้องการใบพัดขนาดใหญ่ถึงสามใบเพื่อดูดซับกำลังทั้งหมดและส่งแรงขับที่เพียงพอเรือตัดน้ำแข็งแม่น้ำ ที่มีความลึกตื้นบางลำ ถูกสร้างขึ้นโดยมีใบพัดสี่ใบที่ท้ายเรืออาจใช้หัวฉีด เพื่อเพิ่มแรงขับที่ความเร็วต่ำ แต่หัวฉีดอาจอุดตันด้วยน้ำแข็ง [ 11 ]จนถึงทศวรรษ 1980 เรือตัดน้ำแข็งที่ปฏิบัติงานเป็นประจำในทุ่งน้ำแข็งสันในทะเลบอลติกได้รับการติดตั้งใบพัดหัวเรือหนึ่งใบและต่อมาสองใบเพื่อสร้างกระแสลมที่ทรงพลังไปตามตัวเรือ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการตัดน้ำแข็งของเรืออย่างมากโดยการลดแรงเสียดทานระหว่างตัวเรือกับน้ำแข็ง และทำให้เรือตัดน้ำแข็งสามารถเจาะผ่านสันน้ำแข็งหนาได้โดยไม่ต้องชน อย่างไรก็ตาม ใบพัดหัวเรือไม่เหมาะสำหรับเรือตัดน้ำแข็งขั้วโลกที่ปฏิบัติงานในบริเวณที่มีน้ำแข็งหลายปีที่แข็งกว่า ดังนั้นจึงไม่ได้ถูกนำมาใช้ในแถบอาร์กติก[ 32 ]

ระบบขับเคลื่อนแบบอะซิมุธช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้ใบพัดและหางเสือแบบดั้งเดิม โดยมีใบพัดอยู่ในห้องโดยสารที่บังคับทิศทางได้ 360 องศา รอบแกนตั้ง ระบบขับเคลื่อนเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการขับเคลื่อน ความสามารถในการทำลายน้ำแข็ง และความคล่องตัวของเรือ การใช้ระบบขับเคลื่อนแบบอะซิมุธยังช่วยให้เรือสามารถถอยหลังในพื้นที่น้ำแข็งได้โดยไม่สูญเสียความคล่องตัว ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาเรือแบบสองทิศทางคือเรือที่มีส่วนท้ายเรือรูปทรงคล้ายหัวเรือของเรือทำลายน้ำแข็ง และส่วนหัวออกแบบมาเพื่อการใช้งานในทะเลเปิด ด้วยวิธีนี้ เรือจึงยังคงประหยัดค่าใช้จ่ายในการใช้งานในทะเลเปิดโดยไม่ลดทอนความสามารถในการใช้งานในสภาพน้ำแข็งที่ยากลำบาก ระบบขับเคลื่อนแบบอะซิมุธยังทำให้สามารถพัฒนาเรือทำลายน้ำแข็งทดลองแบบใหม่ที่สามารถเคลื่อนที่ไปด้านข้างเพื่อเปิดช่องทางกว้างผ่านน้ำแข็งได้

ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์

หัวเครื่องปฏิกรณ์สำหรับเรือยามาลเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์

เรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในช่วงปลายทศวรรษ 1950 เมื่อสหภาพโซเวียตสั่งต่อเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกชื่อเลนินในปี 1959 เรือลำนี้มีระบบขับเคลื่อนแบบนิวเคลียร์-เทอร์โบ-ไฟฟ้า โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเทอร์โบซึ่งจะผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน ตั้งแต่ปี 1975 เป็นต้นมา รัสเซียได้สั่งต่อ เรือ ตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ชั้นอาร์คติกา จำนวน 6 ลำ สหภาพโซเวียตยังได้สร้างเรือบรรทุกสินค้าตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ชื่อ เซฟมอร์พุตซึ่งมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพียงเครื่องเดียวและกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาใบพัด ปัจจุบันรัสเซียซึ่งยังคงเป็นผู้ดำเนินการเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์เพียงรายเดียว กำลังสร้าง เรือตัดน้ำแข็ง โครงการ 22220ขนาด 60,000 กิโลวัตต์ (80,000 แรงม้า) เพื่อทดแทนเรือ ชั้น อาร์คติกา ที่ล้าสมัย เรือลำแรกของเรือประเภทนี้เข้าประจำการในปี 2020

ดูเพิ่มเติม

  • แกลเลอรี่ภาพเรือตัดน้ำแข็งของรัสเซีย
  • "วีรบุรุษแห่งน้ำแข็ง" : อ่านบทสัมภาษณ์ถามตอบกับผู้บังคับบัญชารักษาการของหน่วยยามฝั่งแคนาดา
  • Canadian Geographic : ชมสไลด์โชว์ของหน่วยยามฝั่งแคนาดา
  • ก้าวข้ามขีดจำกัด:ประวัติโดยย่อของเรือตัดน้ำแข็งรัสเซีย โดย โรเดอริค ไอม์
  • เรือตัดน้ำแข็งที่ขั้วโลกเหนือ : วิดีโอเรือตัดน้ำแข็งพลังงานนิวเคลียร์ยามาลที่เดินทางเยือนขั้วโลกเหนือในปี 2001
  • หนังสือPolar Icebreakers in a Changing World: An Assessment of US Needs (2007)
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Icebreaker&oldid=1357933977 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กิจกรรมละลายพฤติกรรม

เรือตัดน้ำแข็งเป็นเรือหรือเรือเฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อเคลื่อนที่และแล่นผ่านน่านน้ำที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง และเพื่อให้เส้นทางเดินเรือ ที่ปลอดภัย สำหรับเรือและเรือลำอื่นๆ...

เรือตัดน้ำแข็งยุคแรก

ก่อนที่จะมีเรือเดินสมุทร เทคโนโลยีการทำลายน้ำแข็งได้รับการพัฒนาขึ้นในคลองและแม่น้ำภายในประเทศ โดยใช้แรงงานคนด้วยขวานและตะขอ เรือทำลายน้ำแข็งแบบดั้งเดิมลำแรกที่บันทึกไว้คือเรือบรรทุกสินค้าที่เมือง บรูจส์ ของเบลเยียมใช้ ในปี 1383 เพื่อช่วยเคลียร์คูเมือง [ 3 ] [...

เรือใบในน่านน้ำขั้วโลก

เรือที่เสริมความแข็งแรงเพื่อรับมือกับน้ำแข็งถูกนำมาใช้ในยุคแรกๆ ของการสำรวจขั้วโลก เดิมทีเรือเหล่านี้ทำจากไม้และดัดแปลงมาจากแบบที่มีอยู่เดิม แต่เสริมความแข็งแรง โดยเฉพาะบริเวณ แนวน้ำ ด้วยการใช้ไม้กระดานสองชั้นที่ตัวเรือและเสริมความแข็งแรงด้วยคานขวางภายในเรือ...

เรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำ

เรือลำแรกๆ ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาพน้ำแข็ง [ 6 ] คือ เรือกลไฟไม้พาย ขนาด 51 เมตร (167 ฟุต) ชื่อ City Ice Boat No. 1 ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับเมือง ฟิลาเดลเฟีย โดย Vandusen & Birelyn ในปี พ.ศ.