破冰船为什么能够破冰?

2025-05-21 07:46:50
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破冰船的长宽比例同一般海船大不一样,纵向短,横向宽,这样可以辟开较宽的航道。一艘排水量在37000吨、拥有7.35×107瓦的现代破冰船,长度为194米,而宽度则达32.2米。破冰船船头外壳用至少5厘米厚的钢板制成,里面用密集的型钢构件支撑,船身吃水线部位用抗撞击的合金钢加固。



破冰船一般常用两种破冰方法,当冰层不超过1.5米厚时,多采用“连续式”破冰法。主要靠螺旋桨的力量和船头把冰层劈开撞碎,每小时能在冰海航行9.2千米。如果冰层较厚,则采用“冲撞式”破冰法。冲撞破冰船船头部位吃水浅,会轻而易举地冲到冰面上去,船体就会把下面厚厚的冰层压为碎块。然后破冰船倒退一段距离,再开足马力冲上前面的冰层,把船下的冰层压碎。如此反复,就开出了新的航道。用燃料油为动力的破冰船,多采用柴油机带动发动机发电,电动机驱动螺旋桨(组合机组驱动),驱动功率可达上百万瓦,可以满足较长时间破冰航行的需要。



1957年,前苏联制造出第一艘核动力破冰船——“列宁”号。它的动力心脏是压水式核反应堆,高压蒸汽

推动汽轮机,带动螺旋桨推动航船。 如果核动力破冰船带上10千克铀,就相当于带上25000吨标准煤,可以在远离港口的冰封海域里常年作业。破冰船装有2——4只螺旋桨。
破薄冰的船在船尾和靠近船头的侧位,分别各装两只螺旋桨,船头螺旋桨从冰下将水抽出,削弱冰层的支托并使其成为片状裂开。船在后两只螺旋桨的推动下前进。破厚冰的破冰船,为使船可以冲到冲层上面,多在船尾两侧对称地装两只螺旋桨。



由于很多海域在冬季都会出现结冰的现象,所以很多国家都有破冰船,一些靠近北极的国家还拥有专门的北极破冰船。俄罗斯拥有7到8艘核动力极地破冰船,可执行任务的有6艘。美国海岸警卫队的中型极地破冰船队主要有3艘船组成,其中,“希利”号号称美国时下最新、最强的破冰船。此外,英国、挪威、加拿大、日本、芬兰等国也拥有自己的破冰船。中国的“雪龙号”也是极地破冰船。

一般对付半米以下的冰用那种方法,当遇到更厚的冰块时,就要用船的撞击作用来制服它。这时候破冰船就
向后退,然后用自己的全部质量向冰块猛撞上去。这时候起作用的已经不是重力,而是运动着的轮船的动能;船好像变成了一个速度不大但是质量极大的炮弹,变成了一个撞锤。
几米高的冰山,破冰船就得用它坚固的船首猛烈撞击几次,才能把它们撞碎。所以破冰船都是用很厚的钢板做的,很结实的。
工作原理
它是不是用自己的船首部分的压力不断地切开冰的呢?你如果那样想的话,就大错特错了,那是切冰船的工作原理,一般只能切碎较薄的冰。真正的破冰船是靠重力来破冰的。在它的船艏和船尾各有一个或数个压水舱,破冰的时候,先把前柜排空,后柜灌满海水,前面会翘起,开大马力冲上冰面,然后排空后柜灌满前柜,靠重量压碎冰面-----左右太窄就轮番灌排左右水柜,让舰身摇晃,把冰面碰碎。
破冰船的工作是用相同的物理现象做基础的:露在水面上的那一部分船身,因为它的重量没有水的浮力作用把它抵消掉,所以仍旧有它原来的“陆上”重量。你不要以为破冰船在行驶的时候是用自己的船首部分的压力不断地切开冰的。破冰船不是这样工作的,这样工作的是切冰船,例如像在三十年代著名的“里特克”号。这种工作方法只能用来对付比较薄的冰。
真正的海洋破冰船是用另外一种方法工作的。破冰船上的强大的机器在开动的时候,能把自己的船首移到冰面上去,它的船首的水下部分就是因为这个缘故造得非常斜。船首出现在水面上的时候,就恢复了自己的全部重量,而这个极大的重量就能把冰压碎。为了加强作用力,有时候在船首的贮水舱里,还要盛满水“液体压舱物”。
在冰块的厚度不超过半米的时候,破冰船就是这样工作的。遇到更厚的冰块,就要用船的撞击作用来制服它。这时候破冰船就向后退,然后用自己的全部质量向冰块猛撞上去。这时候起作用的已经不是重量,而是运动着的轮船的动能;船好象变成了一个速度不大但是质量极大的炮弹,变成了一个撞锤。