想要在極地海域航行,普通的船肯定是不行的,因?yàn)橐坏┰庥鼍d延十幾公里的冰層,船就會(huì)被困在其中,無法動(dòng)彈。

可見,想要在極地海域暢行無阻,就必須要使用破冰船。那么破冰船是怎么破冰的呢?在一些視頻畫面中,我們看到破冰船所過之處,冰面便被破開了一道口子,這很容易使我們誤會(huì)破冰船是通過堅(jiān)硬的船體將冰面撞開的,但其實(shí)并不是這樣。相比普通的船只而言,破冰船的船體的確是經(jīng)過加固的,特別是會(huì)與冰面接觸的部分,更是做了特別的強(qiáng)化處理,但即便如此,想要撞開冰面,也是不可能的。

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其實(shí)不要說是一艘船了,就算是一枚導(dǎo)彈,想要以水平的角度將冰撞碎,都是無法辦到的。

為什么呢?因?yàn)橐粋€(gè)綿延十幾公里的冰面,當(dāng)你以水平的角度撞擊時(shí),就等于要撞碎一塊厚達(dá)十幾公里的冰,所以想要破冰,撞擊是不行的,必須要“切”。在破冰船船首的水線之上存在著一個(gè)斜坡,當(dāng)破冰船向前航行時(shí),這個(gè)斜坡剛好可以切在冰面上,于是水平方向上的力就有一部分被分到了垂直方向上,冰面自然就可以被切開了。

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在冰面并不是很厚的情況下,破冰船只需要以一個(gè)相對(duì)較低的速度持續(xù)航行,便可以在冰面上開出一道口子,這就被稱為“連續(xù)破冰”。

我國(guó)的雪龍二號(hào)可以在冰面厚度1.5米以下進(jìn)行連續(xù)破冰,而美國(guó)“北極星”號(hào)則可以實(shí)現(xiàn)1.8米連續(xù)破冰,但最厲害的還要數(shù)俄羅斯的核動(dòng)力破冰船,它的連續(xù)破冰厚度可達(dá)2.8米。然而,連續(xù)破冰能力再強(qiáng),終究也有破不開的冰面,如果冰面的厚度超過了連續(xù)破冰的極限厚度,又該怎么辦呢?那就要進(jìn)行“沖撞式破冰”了。

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在破冰船船首斜坡的下方,存在著一個(gè)類似于“勺子”的形狀,當(dāng)破冰船加速向前沖時(shí),船首會(huì)因?yàn)檫@個(gè)形狀而沖到冰面上方,于是破冰船就可以利用自身的重量來壓碎冰面了。

之后破冰船會(huì)稍微向后退,再重復(fù)之前的動(dòng)作,就這樣不斷循環(huán),便可以在厚厚的冰層中開辟出一條航道了。由此可以看出,沖撞式破冰其實(shí)也不是真的用船去撞,而是用船自身的重量將冰面壓碎,同時(shí)我們也能夠再次感受到破冰船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)非普通船只可比。

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前面提到的雪龍二號(hào)雖然不是連續(xù)破冰能力最強(qiáng)的破冰船,但卻是世界上第一艘能夠首尾雙向破冰的科考破冰船。

雪龍二號(hào)為何能雙向破冰呢?用船尾破冰,乍一聽似乎沒有什么特別,把船尾的結(jié)構(gòu)做得跟船首一樣不就行了嗎?事實(shí)上并沒有這么簡(jiǎn)單,因?yàn)榇灿幸惶着伦驳慕Y(jié)構(gòu),即螺旋槳和方向舵。想要用船尾破冰,就必須要解決這個(gè)問題。雪龍二號(hào)采用了全回轉(zhuǎn)電力吊艙推進(jìn)系統(tǒng),這套系統(tǒng)將電力艙和螺旋槳放置在了一個(gè)獨(dú)立的推進(jìn)艙里,吊在了船身的下面。

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由于吊艙是可以旋轉(zhuǎn)的,所以就不需要再安裝方向舵,通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳就可以控制船只的航行方向,而且還更加高效。

在使用船尾破冰時(shí),螺旋槳會(huì)旋轉(zhuǎn)90度,變成一把“鋸子”,當(dāng)然并不是真的要用螺旋槳卻削冰塊,而是通過螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)水流和氣泡,從而形成一股“水鋸”,來削減水面以下的冰層,這股力量是非常強(qiáng)大的,可以削薄十幾米厚的冰脊。也就是說雪龍二號(hào)的船尾不僅能破冰,其破冰能力甚至比船首還要強(qiáng)。