극지자원 개발이 활발해지면서 도시들이 북극해 연안을 따라 발달하고 있습니다. 북극해 항로는 북극해 연안도시들에 대한 물자수송에 사용될 뿐만 아니라 최근에는 동아시아와 서유럽을 연결하는 최단항로로서 범세계적인 무역로로 활용되는 추세입니다. 일본의 요코하마로부터 서유럽의 로테르담 까지의 북극해 항로는 수에즈 운하를 지나는 기존항로보다 약 24% 의 거리가 단축된다고 합니다. 북극해를 통하여 물자를 수송하려면 쇄빙선이 필요합니다. 쇄빙선은 얼음으로 덮인 빙해역을 독자적으로 항행할 수 있는 능력을 보유한 선박입니다. 쇄빙선은 단독으로 활동하기도 하지만 주로 얼어붙은 바다에 수로를 만들어 다른 선박의 항행을 유도하는 역할을 합니다. 북극권에서는 쇄빙선과 함께 여러 척의 상선이 선단을 이루어 해상수송을 담당합니다 |
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쇄빙선은 무엇보다도 빙판을 깨뜨리며 전진해야 하므로 같은 크기의 일반 선박에 비해 구조적으로 튼튼하며 엔진출력이 대단히 크고 얼음을 쉽게 깰 수 있는 선체형상을 가지고 있습니다. 쇄빙선에서 선수부 형상이 빙판을 깨뜨리는 쇄빙능력과 가장 밀접한 관계가 있으며 엔진과 프로펠러의 출력과도 관련이 있습니다. 쇄빙선은 빙판 위에 올라타 그 중량을 이용하여 빙판을 깨뜨리는데, 선수부와 빙판이 이루는 각도인 선수각(stem angle)이 일반 선박에 비해 작은 20도 정도입니다. 선수각은 빙판을 깨뜨리는 수직하중으로 작용할 뿐만 아니라, 깨어진 얼음조각을 물 속으로 밀어 넣거나 선체 좌우측으로 밀어 내는 데에도 기여합니다. 쇄빙능력을 높이기 위해 쇄빙선은 무게중심이 앞 쪽으로 오도록 선실이 선수부에 주로 배치되어 있습니다. 반면 빙판 위에 선체가 올라서서 빠지지 않으면 곤란하므로 선수부의 아래에는 선박이 얼음판 위로 완전히 올라설 수 없도록 하는 ice knife(또는 bow stopper)가 설치됩니다. 쇄빙선은 뒤에 따라오는 다른 선박을 위해 얼음 속에서 항로를 열어야 하므로 일반 선박에 비해 선수부의 폭이 넓어야 하지만 깨어진 얼음조각이 프로펠러에 끼지 않도록 선미부는 날씬한 형상입니다. 그리고 프로펠러는 보통 2축 내지 3축의 배열로 원통형의 덕트 안에 집어 넣어 보호합니다. 얼음과 선체 사이의 마찰저항을 줄이기 위한 장치인 물분사장치(water jet)나 공기분사장치(air-bubbling)도 설치됩니다. |
균일한 두께의 평탄한 빙판에서 쇄빙선은 연속적으로 진행하게 되지만 얼음이 겹쳐 쌓인 두꺼운 빙맥(ice ridge)을 만나면 쇄빙선은 후진, 전진충돌, 후진을 반복하는 충격쇄빙 방법을 사용합니다. 선체가 받는 빙하중은 충격쇄빙시 선수부위가 가장 큰 힘을 받게 되며, 선체의 측면부위도 빙판에 의해 압축을 받게 됩니다. 따라서 쇄빙선의 안전을 위해 이 부분은 특별히 튼튼한 구조로 만들어져야 합니다. 이것을 내빙대(ice belt)라 부릅니다. 지금까지 건조된 쇄빙선은 점차 대형화되고 있고 기관출력도 커져가고 있는데, 현재까지 건조된 것 중 가장 큰 러시아의 Arktika호는 길이 140 m, 배수량 24000 톤에 원자력 추진기관으로 75000 마력을 낼 수가 있습니다. 이 배는 1977년 여름에 14일만에 단독으로 2-3 m 두께의 얼음을 깨며 북극점을 다녀온 바 있는데 이 때 평균속도 11.5 노트를 기록했습니다. 빙해역에서 충돌, 좌초에 의한 해상오염을 방지하기 위해 쇄빙선의 설계와 운항조건을 국제적으로 규정하고 있는데, 이러한 빙해역규정(ice class rule)을 만족시키지 못하는 선박은 빙해역을 운항할 수 없게 되어 있습니다. |
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19세기 말 최초의 쇄빙선이 건조된 이후 최근까지 많은 쇄빙선이 건조되어 북극권 국가인 러시아, 미국, 캐나다, 핀란드 등에서 겨울철 해상 운송수단으로 사용되어 왔습니다. 러시아는 시베리아의 천연자원 개발을 위해 오래 전부터 막강한 쇄빙선 선단을 운용하고 있는데 1985년 까지 보유한 총 84척의 쇄빙선 중 16척이 북극해용(Polar class)으로 그중 4척은 원자력 추진기관이 설치된 것입니다. 핀란드의 쇄빙선 건조기술은 매우 뛰어난데 가장 최신의 것으로 1993년 건조된 다목적 쇄빙선 Fennica 를 꼽습니다. 이 선박은 겨울에는 발틱해의 항로 확보를 위하여, 여름철에는 북해 유전의 보급선으로서 사용되는데 조정성능이 우수한 특수 프로펠러를 장착하여 180도 방향전환이 가능하며 모든 방향의 쇄빙이 가능하도록 선수부 뿐만 아니라 선측, 선미부도 충분히 보강되었습니다. 캐나다 역시 북극해 주변 천연자원의 개발에 따라 1978년 길이 209 m 에 28,000 톤 규모의 Arctic호를 건조하게 되었는데 이 선박은 과거 일반 선박이 북극해에서 1개월 정도 운항가능했던 기간을 6개월로 연장할 수 있었습니다. 캐나다의 해안경비대는 6척의 북극해용 쇄빙선을 보유하고 있으며 앞으로 3 m 두께의 빙판을 깰 수 있는 원자력 추진 쇄빙선도 계획하고 있습니다. 미국에서는 2차대전중에 건조된 4척의 쇄빙선들을 Wind class 라 부르고 있는데 종전 후까지도 활동하고 있는 것은 Westwind 와 Northwind 가 있으며 현재 미국의 쇄빙선들은 모두 해안경비대에서 운용하고 있습니다. 1955년에는 새로운 쇄빙선 Glacier 가 건조된 바 있으며 70년대에는 빙판 쇄빙능력 1.83 m 의 Polar class 쇄빙선이 건조되었는데 비원자력 추진으로는 세계에서 가장 강력한 엔진출력을 가진 쇄빙선입니다.
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