點擊視頻觀看活動回顧

科技創新靠人才，人才培養靠教育，教育、科技、人才內在一致、相互支撐，“科技之美——《科學畫報》系列科普講座”應運而生，為助力推進教育科技人才體制機制一體改革添磚加瓦。

在中國極地考察40周年之際，為了更好地“認識極地、保護極地、利用極地”，作為七月系列講座的收官之作，7月27日，科技之美——《科學畫報》系列科普講座的第四場，“沖破寒冰，駛向遠方——劈冰斬脊的中國破冰船”于上海市楊浦區圖書館總館二樓報告廳圓滿舉行。

本次講座中，中國船舶及海洋工程設計研究院工程師陳馳圍繞“什么是破冰船”“中國為何要破冰船”“我國破冰船的發展”“極地明星‘雪龍2’”等方面，為現場觀眾解讀了中國破冰船的發展簡史，并分享了我國極地科考事業40年來從無到有、由弱到強的蛻變歷程。

探秘極地科學，走近科考破冰船

用一句話概述破冰船，就是用于破碎水面冰層，開辟航道的船舶。破冰船，特別是像“雪龍2”那樣的破冰科考船有哪些與眾不同之處呢？我們用一張圖來解析，一艘破冰船的船艏、科考設備（科考船）、感知能力、防寒能力、動力、機動性、使用材料、結構堅固性等方面都具有相應的特點。可見，一艘先進的（科考）破冰船，需要完備工業體系和先進船舶研發能力的雙重支撐。

關于中國為何要破冰船的問題，據主講嘉賓陳馳介紹，首先是因為黃渤海冬季冰情會影響我國北部港口（例如天津港、唐山港、秦皇島港等）的海運。其次是為了服務南北極科考，無論冬夏南北極總有海冰覆蓋，因此需要破冰船才能實現南北極的進入和科考。

100年，人類技術突破，完美打造破冰船

100多年前，俄羅斯人設計了最早的破冰船。早期的船頭又尖又直，且十分鋒利，能像刀一樣劃開冰面，但如果撞上厚實的冰層，則很大可能會被卡在冰縫中，此時需要船員用碎冰錘等工具進行人工破冰，費力且危險。

如何解決？

1871年，德國工程師將尖銳船頭改為圓弧狀，船體可以依靠自身巨大的重量下壓冰層，從而實現破冰，但這種設計不僅需要更多的燃料來提供動力，而且只適用于吃水較淺的破冰船，一旦裝滿石油，船頭就會因為過重而被壓入水中，無法實現下壓式破冰。

如何攻破？

工程師又將船頭加長并改進傾斜角度，這樣無論裝載多少貨物和燃料，都能使船頭保持最佳的破冰角度。

輔助螺旋槳+鋼鐵橫梁+鋼鐵帶，有何作用？

在厚實的北極冰層進行高負荷破冰作業時，不僅會使船體受損嚴重，其方向舵和螺旋槳也很容易被冰塊撞擊而損壞，對此，工程師在船體兩側安裝了兩個輔助螺旋槳，這樣就能有效推開附近的冰塊，以此來保護主螺旋槳正常工作。同時，還用沉重的鋼鐵橫梁加固船體，并在船身兩側纏繞一條鋼鐵帶，以此來轉移兩旁堆積的冰塊。就是在這樣一步步的技術突破下，一艘完美的破冰船就打造完成了。

40年，中國極地考察華麗轉身

1984 年，我國開展首次南極科考，“開局兩條船，站要自己建；破冰無能力，硬扛暴風雪”。那時的極地科考事業無論從科考站數量、破冰科考船數量，還是極地科考次數、綜合評分，均處于0的起跑線。1986年，“極地”號首航赴南極，圓滿完成我國南極長城站擴建、中山站建站的物資運輸及南大洋考察等重大任務的保障工作。1994年10月，我國第三代極地科考船，也是 目前我國噸位最大的極地破冰船“雪龍”號投入使用。“雪龍”號首次前往南極地區執行考察任務 ，是參與到中國第11次南極科考中。

5年前的2019年，破冰能力和科考性能更強的“雪龍2”號交付使用，中國進入“雙龍探極”時代。作為繼“向陽紅10”號、“極地”號和“雪龍”號之后的第四代極地科考船，“雪龍2”號是我國第一艘自主建造的極地考察破冰船，也是全球第一艘采用船艏、船艉雙向破冰技術的極地考察破冰船。另外，更高的冰級能讓其破更厚的冰。而全回轉吊艙推進器不僅能夠讓船更加靈活，也可以在艉向破冰時切削冰脊。

2024年，我國第40次南極科考圓滿完成。“雙龍探極成常態，夏季北極冬南極；昆侖之巔望黃河，冰雪長城觀秦嶺。”這一年，我國的極地科考站數量是7，破冰科考船數量是2，極地科考次數是53+1，成績斐然。

臨危受命“向陽紅”，上下求索馭雙“龍”

“向陽紅10”號是我國第一艘自行設計制造的萬噸級遠洋科學考察船。設計之初是為了支持我國的運載火箭項目，后參與首次南極科考，1999年改為航天測量船“遠望4”號。1984年11月19日，我國第一支南極科考隊從上海出發，船隊共載60多個單位519人，奔赴未知的南極大陸。

▲“向陽紅10”號（圖片來源：中國科學院）

“雪龍”號極地考察船是中國第三代極地科學考察船，它原本是蘇聯用于極地航線的破冰運輸船，在烏克蘭赫爾松船廠建造，后因蘇聯解體，制造停滯。之后，我國將這條船買下并改造成為極地科考運輸船使用。“雪龍”號是我國真正意義上的第一條科考破冰船，從1994年10月執行我國第11次南極科考任務開始，一直服役至今。我國“泰山”“昆侖”“秦嶺”站的建設都有它的助力。除了南極，“雪龍”號也多次參與過北極科考，并成為我國首艘穿越北極中央航道的船只。

▲“雪龍”號（圖片來源：新華網）

“雪龍2”號極地考察船于2019年7月交付使用，PC3的冰級能夠讓“雪龍2”以2-3節的航速連續破開厚達1.5米的海冰外加0.2米厚的雪。這是中國第一艘自主建造的極地科學考察破冰船，也是全球第一艘采用船艏、船艉雙向破冰技術的極地科考破冰船。“雪龍2”號是探極多面手：操縱性能好，功能強大。2023年9月我國第13次北極科考期間“雪龍2”成功到達了北極極點，又一次創造了歷史。

▲“雪龍2”號（圖片來源：國家極地研究中心）

2020年4月23日，完成中國第36次南極考察的“雪龍”號和“雪龍2”號船返回上海國內基地碼頭，標志著中國南極考察暨首次“雙龍探極”圓滿完成。

“沖破寒冰，駛向遠方——劈冰斬脊的中國破冰船” 科普講座，由上海市楊浦區圖書館、中國近現代新聞出版博物館、上海科學技術出版社聯合主辦，《科學畫報》編輯部協辦，瓴麟(上海)科技發展有限公司技術支持。

趣味科普行，潤物細無聲，讓科技的種子在青少年心中扎根，讓科技的成果在大眾視野中發揚，讓科技的力量成為社會發展的強大后盾。以“科普話強國”的理念，呈現我國強國建設中科技創新的強大動能，為加快實現高水平科技自立自強貢獻力量。

更多活動報道請點擊