極地環境惡劣,極地破冰船是如何防止船體被冰塊夾住或凍住的呢?

破冰船 極地 技術 小船人的夢想 2019-05-12

現在的極地破冰船,破冰方式主要有“連續式”破冰法和“衝撞式”破冰法兩種。連續式”破冰法適合破不厚的冰層,在螺旋槳強大的推力下,利用破冰船船頭的結構連續破冰前進。而“衝撞式”破冰法則適合於較厚冰層的破冰,在該方法中,破冰船首先要後退至離冰面2 ~ 3 個船身長度的距離處,然後加速前進,靠船身的慣性及船頭的特殊輪廓結構衝上冰面,此時冰面的厚度不足以支撐破冰船船頭的重量而破碎;此後,破冰船又重新回到水中,然後再後退,再加速衝到冰面上,再次將一部分冰面壓碎,如此周而復始,慢慢前進。

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核動力破冰船正在破冰作業

“連續式”破冰法和“衝撞式”破冰法,給予了極地破冰船極強的破冰能力,如俄羅斯的“北極”號破冰船可連續破冰2.25m,反覆衝壓可破開5m 厚的冰層;美國的“極地星”號破冰船,在3kn 的航速下連續破冰厚度為1.8 m,反覆衝壓破冰厚度可達6.4m。所謂“馬失前蹄”就算破冰能力再強,在面對極地惡劣的氣候條件,有時也會力不從心,被夾住或被凍住的事件也是時有發生的。

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美國的“極地星”號破冰船

如2014年1月2號,我國南極考察隊暨“雪龍”號科考船在澳大利亞“南極光”號極地考察破冰船配合下,成功營救在南極遇險的俄羅斯籍“紹卡利斯基院士”號客船上的52名乘客。“雪龍”號船準備撤離浮冰區繼續執行後續考察任務時,所在地區受強大氣旋影響浮冰範圍迅速擴大,造成“雪龍”號船及船上101名人員被困。

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“雪龍”號科考船

破冰船的主要功能是為了給船隊破冰護航、極地科考、海上支援等。近年來,由於極地巨大的經濟、戰略價值,以及在全球氣候變化中的重要作用,越來越多的國家加入極地科考隊伍,而極地破冰船作為極地科考平臺得到了極大的發展。但是極地的活動越頻繁,也就意味著自身被困住的概率也增大;同時,現在的科考越來越朝著極地的更深處進發,面對的困難也更大,被困住的概率也更高。極地破冰船被困住,最主要的原因就是船體被冰塊夾住或凍住,那麼極地破冰船在應對船體被夾住或凍住的問題時,有何技術措施呢?

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我國最新的雪龍二號具有雙向破冰能力,能更好的脫困

現代極地破冰船是如何防止被冰夾住或凍住的呢?

現代破冰船為了防止船體被夾住或凍住,廣泛使用了傾側技術和氣泡減阻技術。

傾側技術:

傾側,顧名思義就是使船體發生傾斜,在技術上主要有兩 種方法來實現。一種方法是在船體中部沿著兩舷設置一定容量的搖擺水艙,通過壓載水泵不斷改變破冰船兩側搖擺水艙艙內壓載水的裝載量來使船體不停地左右往復擺動,以擺脫困境;另一種方法則是在破冰船的船體兩側加裝專用的螺旋槳,通過螺旋槳的運轉產生使破冰船船體左右往復擺動的力矩。

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破冰船一種搖擺水艙原理

單看上面的描述可能還是有些網友不好理解其原理,咱們可以就生活中的一個實例來講解。當一根插入土中一定深度的木棍,我們想直接垂直往上把它拔出來是很難的,但是我們通過握住木棍的頂端,然後周向搖晃木棍,木棍會把周向上的土擠開,然後我們再去拔的話就很容易拔出來了。同理,破冰船的傾側技術,就是通過船體不停地左右往復擺動,把夾住或凍住船體周圍的冰擠開,這樣船身就可以脫困了。

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搖晃木棍能更輕易的拔出木棍

氣泡減阻技術:

氣泡減阻技術主要是通過空壓機將壓縮空氣由船體艏部和舯部的噴嘴噴出,高壓空氣在快速上浮的過程中會在船體外板處形成一股股海水與壓縮空氣的激流,將船體外板與冰面隔離開,起到潤滑的作用。

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氣泡減阻技術還被應用在其它船舶上

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作者:小船人的夢想 2019年5月3號

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