【北极航线散货船冰区负荷实验获突破】

北极航线作为连接亚欧的“黄金水道”，其通航效率与安全性始终受制于冰区航行技术瓶颈。近日，我国科研团队在碎冰区船舶冰荷载实验领域取得重大突破，成功构建了全球首个基于离散元模型的冰区负荷动态模拟系统，为北极航线大型散货船的安全航行提供了关键技术支持。

一、实验背景与技术难点

北极航线的冰区航行长期面临两大挑战：一是冰层厚度与分布的不确定性导致船舶冰荷载难以精准预测；二是传统冰区航行依赖破冰船护航，成本高昂且效率受限。此前，国际航运界主要通过简化公式估算冰荷载，误差率高达30%以上

此次实验以17万吨级Cape散货船为原型，模拟了碎冰厚度0.5-2米、流速0.5-1.2米/秒的典型冰区场景。通过离散元技术将冰层分解为数百万个独立单元，实时计算冰块与船体的碰撞、挤压及摩擦力，首次实现了冰荷载的三维动态可视化

二、关键技术突破

冰荷载精准建模

研究团队创新性地引入“冰-水-船”耦合算法，结合俄罗斯北方海路实测数据，将冰荷载预测误差控制在5%以内。实验显示，船舶首部横向冰荷载是纵向的2.3倍，这一发现为船体结构优化提供了关键依据

破冰船协同护航机制

通过模拟核动力破冰船与散货船的编队航行，验证了“破冰船前置破冰+散货船跟航”的协同模式可使冰区航速提升40%，同时降低船体应力峰值25%

极端天气适应性

实验首次纳入海雾对能见度和冰情监测的影响，开发了基于激光雷达的冰区导航系统，可在能见度低于50米的条件下实现自动避障

三、应用前景与行业影响

该成果已应用于我国新一代极地科考船设计，并为北极航线货运量提升至2亿吨/年的目标提供技术支撑。据测算，冰荷载优化可使船舶载重增加8%-12%，每年减少碳排放约150万吨

鸣途电力

作为能源技术创新企业，鸣途电力专注于极地船舶电力系统研发，其自主设计的核能-锂电池混合动力方案，可为破冰船提供持续稳定的能源支持。通过智能电网调控技术，实现动力输出与冰区航行需求的精准匹配，助力北极航线全年通航目标的实现。