厚さ3mの氷も突破！北極航路を切り開く「砕氷船」の技術力とは

極地航路を支える砕氷船の実力

　映画でも知られるタイタニック号は、巨大な流氷に衝突して沈没した。通常の船は厚い氷にぶつかれば、致命的な損傷を受けるリスクがある。氷海を航行するには、特殊設計を施した砕氷船が必要となる。砕氷艦と呼ばれることもある。

【画像】「なんとぉぉぉぉ！」これが大手海運の「平均年収」です！グラフで見る（9枚）

　砕氷船の用途は広い。南極や北極の周辺海域、バルト海、北米の五大湖などで

・科学研究

・観光や探検

・捜索救助

・商船の護衛

・石油プラットフォームの氷結防止

など、海洋産業を多面的に支えている。

　性能にもよるが、1.5～2m程度の比較的薄い氷なら、砕きながら進むことが可能だ。ただし限界もある。氷が厚すぎれば砕けずに動けなくなり、救援を要する事態に陥ることもある。

　船の砕氷性能や耐氷性能を示す「アイスクラス」は、国際海事機関（IMO）が定める「極地氷海船階級 PC1～PC7」などが国際基準となっている。砕氷船が氷海で航路を切り開くには、

・強化された船体

・船体形状

・強力な推進力

の三つの要素が欠かせない。

極地航路を支える砕氷船の実力, 鈍器の発想から生まれた砕氷船, 氷海突破を可能にする動力革新, 気候変動が後押しする砕氷船需要

スウェーデンの砕氷船「オーデン」は、船首が平らで、船体と氷との摩擦を軽減するように設計された放水システムを搭載している（画像：米海軍）

　砕氷船は一般的な船と構造が大きく異なる。船体は氷点下でも割れない延性を持つ高張力鋼で作られる。板厚は25mm前後で、補強部分では50～75mmに達する。

　貨物船は骨組みの間隔が広いが、砕氷船ではフレームの間隔が狭く、縦横に強力な補強材が配置されている。

　多くの砕氷船は二重船体構造を採用する。外殻が氷の衝撃を受け止め、内殻が防御の役割を果たす。船首の喫水線付近には氷帯と呼ばれる厚い外板が設置され、漂流する氷塊の衝撃を吸収する。

　通常の船は水を切って進む形状だが、砕氷船は氷の上に乗り上げて割る設計になっている。船首は丸みを帯びて外側に湾曲し、前進すると氷に乗り上げ、船の重量で氷を押し砕く。後方の航行を容易にするため、船首部分の幅を広げた設計もある。

　氷との摩擦を減らすために特殊な塗料が使われる。放水や温水で氷の付着を防ぐ仕組みを備える場合もある。滑らかな外板は摩擦を抑え、氷を滑り落とす役割を持つ。

　通常の船が刃物に例えられるなら、砕氷船は鈍器に近い。氷海では威力を発揮するが、氷のない海では流体力学的効率が低下する。この弱点を補うため、外洋では船首を前に進み、氷海では船尾を前に進むよう設計された船も存在する。

極地航路を支える砕氷船の実力, 鈍器の発想から生まれた砕氷船, 氷海突破を可能にする動力革新, 気候変動が後押しする砕氷船需要

研究用砕氷船「Polarstern」の船首。砕氷船の船首は通常、船の中で最も補強が強化されている部分だ（画像：Rembert Satow）

　現代の砕氷船の多くはディーゼル電気システムを搭載している。ディーゼルエンジンで発電し、その電力でスクリュープロペラに接続された電動モーターを駆動する仕組みだ。これにより、動力部品を損傷させることなく、氷を砕くための精緻なトルク制御が可能になる。

　ロシアが建造したアルクティカ級をはじめとする大型砕氷船には、原子炉が搭載されている。原子力砕氷船は莫大なエネルギーを安定的に供給でき、厚さ3mを超える氷も破砕する。

　比較すると、大型コンテナ船の出力は平均20～40MWにとどまる。一方、大型原子力砕氷船は50～80MWを誇り、建造が計画される次世代船は120MWに達すると見込まれている。

極地航路を支える砕氷船の実力, 鈍器の発想から生まれた砕氷船, 氷海突破を可能にする動力革新, 気候変動が後押しする砕氷船需要

1733年、2頭の馬と作業員たちが、アムステルダムの運河で砕氷船を引っ張っている（画像：アムステルダム市公文書館）

　中世の欧州では、輸送や防衛のために町単位で平底船や馬隊を使い、運河や堀の氷を砕いていた。17～18世紀になると、オランダやロシアで凍結した川を進むために船首を補強した木造船が登場した。

　19世紀に蒸気機関が導入されると、砕氷船は飛躍的な進歩を遂げた。1920～1930年代にはディーゼル電気システムが採用され、20世紀後半には原子力砕氷船が次々と建造された。これにより、北極海での航行範囲は大幅に拡大した。

　21世紀に入ると、低硫黄ディーゼルやLNGを燃料とする二元燃料エンジンなど、環境負荷を抑える動力も導入されている。

　日本の砕氷船は、南極観測船とアラスカ油田の作業船に大別される。南極系統には「宗谷」「ふじ」「そうや」「しらせ（初代）」「てしお」「おーろら」「おーろら2」「しらせ」がある。油田系統は「おほーつく」「ガリンコ号」「ガリンコ号II」「ガリンコ号III IMERU」などだ。

　気候変動の影響で極地への関心が高まるなか、砕氷船は地球上で最も過酷な環境に対応するため、進化を続けている。