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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? " K7 C3 H7 C- h
9 y7 l2 a! C# G% O 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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3 Y2 s9 I, [. S/ Q 中国新闻网报道“雪龙2”号准备启程
9 e; W3 N4 i- F& g% a 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。 8 f' F* N- M3 W4 T0 a( c" n
破冰船的特点和工作原理
V2 J! H+ y) Z# S% y$ V 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。 4 r$ e) ` ?+ Z3 f1 Q5 F8 B L& |. 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。
. ~( q3 U2 |2 k' [ 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 4 H4 q/ }5 S' Y6 b
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。
, n' A, c& Y3 W) U7 X 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。 - D6 n0 w& m! B) b
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
2 Q* t+ X5 m$ { 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。
! W+ S3 i8 k- m2 W: 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?
$ q# M) m( S: t 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。 # @, \0 y* B7 u' s. \: e5 P) z
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。
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连续式破冰主要依靠螺旋桨和船头压制力 0 j, q5 e j# e$ k8 e
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。
6 n5 M3 G& u+ j8 F 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。 % P7 G$ c; Z2 i6 {/ c# f8 c
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。
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旋回式破冰法的具体步骤
% s! q4 H2 w" r* } 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。
% g5 s/ M: _/ N& s6 \ 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。 $ T' S8 K: Q" J
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徒步式破冰法需要破冰船连续冲撞 6 L4 C" j' E* [, z
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。
2 F2 L# o! _* p8 F- e f$ D; t 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。
! K4 {& v5 y: t& m$ a! b 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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破冰船倒车后的冲撞力会明显提升 4 B+ G9 |( O, Z1 N
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。 + [2 R- h* r' x/ i
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。 5 j6 b7 s3 L+ ^" b
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?
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正在冰面上破冰航行的破冰船
& \& L* D' r2 \: i 破冰船的其他功能 " k4 r5 K: F% B: s. F+ o! {5 S! W% X
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。
- v1 Y- g& u6 R0 @7 r9 d- I 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。
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“希利”号破冰船的科考能力很突出 ) L( y3 O0 n7 `5 I. O- o _: _
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。 0 F5 P8 z+ x3 s: G4 {1 q
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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/ A9 Q0 ~3 E0 z, _% W! {7 J 破冰船上搭载各种设备以此承担多种功能
% L7 }& Y, ]. D( D 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。 5 `7 E, m$ F/ [" C3 B* Z2 ]) `$ O
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。 & U) Q* \5 q3 v7 U/ P
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。 7 m4 f9 q9 G- t7 }/ L
- w3 {5 h( V8 I4 H) b% P 极地丰富的资源使得各国都十分眼馋 : K& {+ `4 f( p. n2 |/ M
破冰船的发展趋势 9 K3 Y, P0 p9 k8 ]0 i
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。
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* b/ w( N* n& f2 W* I! c6 d- a 世界破冰船数量占比高的都是环北极国家 2 o( Z$ T* ~' g d7 [
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。 _1 N3 L$ ^# N& b w/ X( v
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。 ( c" s" i$ I2 ~" v
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!
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