俄罗斯新一代核动力破冰船"领袖"号将采用世界独一无二的石墨烯螺旋桨。俄罗斯克雷洛夫国家科学中心正在研发的这一独特产品不仅抗冰雪腐蚀,还可随破冰船航速的变化而自动变换为最优形状。这样不仅航速将得到提升,破冰船的机动性与功率也将获得显著提高。2017年秋季,科研人员完成对石墨烯螺旋桨的综合性、实验性及数值性研究。2018年对石墨烯螺旋桨这一独特产品进行了全尺寸试验。

首次问世于2004年的石墨烯被视为21世纪的革命性材料。用物理学上的话来说,石墨烯是碳的同素异形体结构,原子结合成为厚度仅有一个原子直径的薄层。石墨烯的独特之处在于其强度与导电性能。例如,厚度仅有一个原子的1平方米的石墨烯片竟可承受重量达4公斤的物体!与此同时,这一独特材料具有相当好的柔韧性,自身能够将其结构中的"孔洞"填补好。
克雷洛夫国家科学中心总经理顾问瓦列里·波洛温金向俄罗斯《消息报》透露:"首个可变形式组合螺旋桨于2018年迎来全尺寸试验。目前新型材料已成为船舶制造业的决定性因素。尤其是基于纳米技术的石墨烯材料。石墨烯材料有助于减少叶片振动水平,并提高螺旋桨的工作效率。借助这一新材料的创新结构,叶片将能够依据航速自行适应外界的流体动力。"
波洛温金还指出,传统单一金属材料的可能性已被挖掘殆尽,如果不改用复合技术,螺旋桨性能将不可能获得大幅提升。克雷洛夫国家科学中心总经理顾问瓦列里·波洛温金说:"螺旋桨的构造与设计也是同样的道理。如果不使用新材料,只是在螺旋桨上不断叠加叶片并将其打造成弯月状或更加轻薄毫无用处。"
依照俄罗斯工业贸易部在国家政府采购网上公布的第0173100009516000305号合同,科研人员于2017年11月底之前完成针对打造"领袖"号破冰船螺旋桨概念方案"破冰船-推进器"的试验设计工作。根据公布的文件,俄罗斯国家为这项工作拨款8200多万卢布。
俄罗斯"冰山"中央设计局总经理兼总设计师亚历山大·雷日科夫表示:"在对破冰船进行初步设计时,我们发现有大量的冰雪集中在螺旋桨附近,这降低了扭矩力,破冰船的功率也因此下降。因此,研发独特的螺旋桨与特殊船体同等重要。‘领袖'号破冰船将装备两座原子反应堆,再加之新型螺旋桨的配合,这将为破冰船提供前所未有的强大功率。该破冰船正在‘冰山'中央设计局制造中。"
"领袖"号将成为全球首个采用最新РИТМ-400型核反应堆的冰级船。它将以14节(1节约为1.852公里/小时)的航速穿过厚度达2米的冰层。其他普通破冰船在同样厚的冰层中穿行时航速不会超过2节。
雷日科夫说:"‘领袖'号既可以在北海航线上行驶,也能在高纬度地区通行。它能冲破厚度达4.5米的冰层。‘领袖'号的功率很大,足以帮助破冰船在任何季节、无论冰层状态如何、无论沿着北极哪条航路航行,都能成功穿越北极。"









