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8 V% c/ v6 g0 ^5 H# X. y 原标题:破冰船究竟是怎么破冰的?除了破冰以外,它还有哪些功能?
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此前中国新闻网刊登了一则新闻,指出中国的“雪龙2”号将从上海出发前往南极。这艘由我国自主建造的极地科考破冰船,将带领着科考队开启第39次南极考察之旅。
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中国新闻网报道“雪龙2”号准备启程
' X1 }6 y7 Y, ~ 那么,究竟什么是破冰船?它的工作原理是什么?为什么去南极科考要使用这种船只呢?今天咱们就来聊聊关于破冰船的知识点。 4 j0 v& T; g7 y0 n) S9 e9 f6 V
破冰船的特点和工作原理 9 K! ]: n4 V/ c8 d) V6 b
在世界船舶的发展史中,破冰船出现的时间算是比较晚的。1864年,俄国人将一艘名为派洛特号的小船改装成了世界首艘破冰船,使其在海域冷冻期中依旧能够保持通航。 , E9 d8 A, M' ^& v0 ?3 V7 u3 x; x
而这艘船执行的任务地点并不在极地区域,所以它只能算是极地破冰船的简易前身。真正的极地破冰船诞生于1899年,其名为叶尔马克号,它也属于俄国。由于主要功能就是帮助人们破冰,这就导致破冰船和其它船舶之间的差异还是比较大的。
$ m% n' }6 D9 X# l1 X 首先破冰船的纵向短、横向宽,这就让它看起来没有其他的船修长,反而有些“憨憨”的。
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破冰船的纵向短、横向宽,看起来很憨 3 R8 c' x' D* r! D6 i
其次这家伙真的就是“铁憨憨”,因为想成功碾碎海冰,先得让自己足够“强壮”,在这种情况下,破冰船都要使用的低温高能钢材制造,并且在船只的首尾和水线部分进行“加厚”处理。 " U8 X2 c C8 L
最后就是破冰船的个头真的很大,一般的破冰船吨位都在万吨级左右,长度约为120米,宽度约为25米,马力在15000到30000之间。
], X t! a [' L# i 而若是以制造破冰船的熟手为例,它们的破冰船确实能让人感受到什么是真正的“北极熊”。比如他们建造的Arktika级破冰船,其全长约为159米,宽度30米,总吨位2.5万吨,总功率达7.5万马力。
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制造的Arktika级破冰船
$ d- E; v, q: I" `) W0 w( y 除此之外,相较于普通的船只,破冰船没有减摇装置和船体的突出部位,船身的形状更有利于保护船舵和螺旋桨。 " p( T8 A9 `* o& ?! ^
当然,它的一切构造,其实都是为了其破冰功能服务的。那么,破冰船到底是如何破冰的呢?
/ L& s) H; W7 M$ d6 @- p. w 这还要根据所遇海冰的面积和厚度来定,当冰层厚度小于等于1.5米时,大部分破冰船都会采用“连续式”破冰法。
9 _5 V9 U4 r5 _* a! }. K3 E7 ] 简单来说,就是以直角形式开始破冰。这种连续式破冰就是单纯依靠螺旋桨和船头的压制力,在连续破冰时,破冰船的行进速度会明显放缓。 ) M0 |0 ]4 G1 b# ^( P
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连续式破冰主要依靠螺旋桨和船头压制力
& e' T" ]& {, V. E- z/ } 当然,仅有这一种破冰方式显然不够,因为有时候海冰的厚度明显会超过破冰船的破冰能力,在这时就要使用的破冰方法了。 0 I6 g5 ^* W3 R/ ~
而这个的方法,就是直接进行冲撞。一般这种冲撞可以分为两种,一种是旋回破冰法,另一种是徒步破冰法。
7 I; ~% s, n, U0 t! h, B! a 旋回破冰法指的是,船身和浮冰区的边缘形成30°的夹角,等待破冰船约1/4的船体进入浮冰区之后,就开始使用舵进行旋回。 / r; L7 o- D V/ f% ?

; \' H! B. j, S! N" K 旋回式破冰法的具体步骤 F7 M2 l: r% R5 [
整个破冰过程,船只会按照螺旋式前进,每次旋回都能让其前行10米到20米。这种冲撞,相对而言是比较缓和的。 e' F- m+ i \( J9 N6 g0 R0 U
徒步破冰法就要简单粗暴得多了,它主要利用了船体的运动能量进行破冰前进。在确定了一个方向之后,破冰船就会加大马力开始冲撞,但是破冰距离一般不超过1/3船身。因为一旦船身进入太多,可能会导致其无法退出来。 + J/ Q, s9 M% G; k3 Z/ W
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徒步式破冰法需要破冰船连续冲撞
& ^, k$ {6 t" p9 B' T/ R 大家可能无法理解,为什么还要退出来。这主要是因为厚度达到一定限度的海冰,是非常坚硬的,仅仅冲撞一次是不够的,需要进行多次冲撞。完成第一次冲撞之后,破冰船便会开始“倒车”,然后进行二次冲撞。
) N4 S, _$ C ]" u8 k& L 就这样,在不断控制倒车距离以及冲撞方向的情况下,哪怕是6米高的冰墙也能被撞碎。
) v/ E0 ?6 x/ B2 N! J' v+ ~9 T 需要注意的是,由于冰层的厚度和每次破冰的情况不同,所以采用这一方法时使用的倒车次数不能确定。总的来说,破冰船在反复冲压破冰时的厚度,一般是连续航行破冰厚度的2到4倍。
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! V7 P& f0 r1 W3 _ 破冰船倒车后的冲撞力会明显提升 ; x: X6 q, W% @2 p
像的“极地星”号,它在3Kn的航速下连续破冰厚度为1.8米,反复冲压时的破冰厚度则能达到6.4米。
: c/ f: w$ P/ {( `( M2 n 不得不说,要是能现场目睹破冰船撞冰墙,那个场面应该是非常壮观的。这就类似于人类在用自己的力量与自然抗争,而在这场“硬碰硬”的较量当中,我们竟然能占得一丝上风。
' D: }* ~" j- g# m# j8 G' ~' o 那么,破冰船除了有超强的破冰能力之外,还有哪些其他的功能呢? 6 p% Z6 f5 y" A( r5 [6 j* k7 Y
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正在冰面上破冰航行的破冰船
8 C. }! s# Z, U8 K( e( A( C- z 破冰船的其他功能
$ V% E$ G. Z% M 如今破冰船主要运用的场景都在南极和北极这些极地地区,这就使其功能不能特别单一。除了首要承担的破冰护航功能以外,破冰船还有极地科考和海上支援这些功能。 7 h' c1 I. R8 I l8 C G. V
极地科考需要破冰船之上装有部分实验室,并且本身携带实验所需的科学设备。以的“希利”号为例,它虽然不像上文中提到的“极地星”号那么“强悍”,但却是科考能力最突出的破冰船之一。 9 M5 G. p! E2 X' Y4 v' Y- x' v! Z
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“希利”号破冰船的科考能力很突出 ! U0 q) Y- A/ ]9 @1 s
在其船上有着5个科考实验室,其中包括了湿度实验室、电子实验室、气象实验室等。此外,为了能够更好地协助人们完成科考任务,这艘船还配备了北极勘察船和刚充气船,它们都可以独立完成科考任务。 6 A+ B3 S# V$ O
再来说说破冰船的海上支援功能。为了完成支援任务,大部分破冰船上都会配备搜救雷达和救生艇,有时候船上甚至还有直升机,为的就是在必要时候,对海上遇困的船只进行救援。
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破冰船上搭载各种设备以此承担多种功能 4 Q3 c' E% x6 x! b! c
值得一提的是,各国的破冰船其实在极地海域当中一直保持着密切的联系,有时候某艘破冰船被困以后,就会向其他破冰船发出信号,等待它们的救援。
* o' \8 o) k3 ~. e3 c" ~ 比如2013年12月,我国的“雪龙”号就接受到了澳大利亚海上搜救中心打来的电话,表示有一艘的科考船在南极附近被浮冰困住,希望“雪龙”号前去支援。
1 _1 e" M: ^, h 如今在全球变暖的影响下,极地资源更是成为了人人都眼馋的东西,在这种情况下,破冰船也迎来了新的发展。 : W4 S; `. F7 }7 R! G

; h' o8 U+ N: H 极地丰富的资源使得各国都十分眼馋
: X; n5 Q" l- d. Q- Y) ^ 破冰船的发展趋势 * m$ h) W! N: ~$ m
截至2016年为止,世界主要国家在役极地破冰船共有74艘左右,环北极国家拥有64艘,占比高达86%。而环北极国家当中,破冰船的数量最多,高达37艘。 6 G2 Y' N8 c9 ~: y

9 J) w* }2 L5 o+ x* _ 世界破冰船数量占比高的都是环北极国家
3 g! j) k6 ^( O+ D5 _/ Y+ V 并且,在当时它是唯一一个拥有核动力极地破冰船的国家,其体型一比一个大,破冰效率有显著的提高。 . q) b. w0 r. {1 y
比如的第三代核动力破冰船,它的排水量可以达到33540吨,并且能够依靠该动力持续航行7年。
" p ?7 ]) c* e9 l3 Y 因此,如今各国都能努力研制核动力破冰船,希望能够依靠这种高续航、多功能的破冰船,在极地探索中获得更大的优势和利益。我国对这方面的研究也十分关注,相信过不了多久,我们就能够建造出更强的国产破冰船! 3 ~9 Q5 r; o) o
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建造的核动力破冰船返回搜狐,查看更多 ' f- O* b O( {
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