极地环境恶劣,极地破冰船是如何防止船体被冰块夹住或冻住的呢?

现在的极地破冰船,破冰方式主要有“连续式”破冰法和“冲撞式”破冰法两种。连续式”破冰法适合破不厚的冰层,在螺旋桨强大的推力下,利用破冰船船头的结构连续破冰前进。而“冲撞式”破冰法则适合于较厚冰层的破冰,在该方法中,破冰船首先要后退至离冰面2 ~ 3 个船身长度的距离处,然后加速前进,靠船身的惯性及船头的特殊轮廓结构冲上冰面,此时冰面的厚度不足以支撑破冰船船头的重量而破碎;此后,破冰船又重新回到水中,然后再后退,再加速冲到冰面上,再次将一部分冰面压碎,如此周而复始,慢慢前进。

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核动力破冰船正在破冰作业

“连续式”破冰法和“冲撞式”破冰法,给予了极地破冰船极强的破冰能力,如俄罗斯的“北极”号破冰船可连续破冰2.25m,反复冲压可破开5m 厚的冰层;美国的“极地星”号破冰船,在3kn 的航速下连续破冰厚度为1.8 m,反复冲压破冰厚度可达6.4m。所谓“马失前蹄”就算破冰能力再强,在面对极地恶劣的气候条件,有时也会力不从心,被夹住或被冻住的事件也是时有发生的。

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美国的“极地星”号破冰船

如2014年1月2号,我国南极考察队暨“雪龙”号科考船在澳大利亚“南极光”号极地考察破冰船配合下,成功营救在南极遇险的俄罗斯籍“绍卡利斯基院士”号客船上的52名乘客。“雪龙”号船准备撤离浮冰区继续执行后续考察任务时,所在地区受强大气旋影响浮冰范围迅速扩大,造成“雪龙”号船及船上101名人员被困。

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“雪龙”号科考船

破冰船的主要功能是为了给船队破冰护航、极地科考、海上支援等。近年来,由于极地巨大的经济、战略价值,以及在全球气候变化中的重要作用,越来越多的国家加入极地科考队伍,而极地破冰船作为极地科考平台得到了极大的发展。但是极地的活动越频繁,也就意味着自身被困住的概率也增大;同时,现在的科考越来越朝着极地的更深处进发,面对的困难也更大,被困住的概率也更高。极地破冰船被困住,最主要的原因就是船体被冰块夹住或冻住,那么极地破冰船在应对船体被夹住或冻住的问题时,有何技术措施呢?

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我国最新的雪龙二号具有双向破冰能力,能更好的脱困

现代极地破冰船是如何防止被冰夹住或冻住的呢?

现代破冰船为了防止船体被夹住或冻住,广泛使用了倾侧技术和气泡减阻技术。

倾侧技术:

倾侧,顾名思义就是使船体发生倾斜,在技术上主要有两 种方法来实现。一种方法是在船体中部沿着两舷设置一定容量的摇摆水舱,通过压载水泵不断改变破冰船两侧摇摆水舱舱内压载水的装载量来使船体不停地左右往复摆动,以摆脱困境;另一种方法则是在破冰船的船体两侧加装专用的螺旋桨,通过螺旋桨的运转产生使破冰船船体左右往复摆动的力矩。

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破冰船一种摇摆水舱原理

单看上面的描述可能还是有些网友不好理解其原理,咱们可以就生活中的一个实例来讲解。当一根插入土中一定深度的木棍,我们想直接垂直往上把它拔出来是很难的,但是我们通过握住木棍的顶端,然后周向摇晃木棍,木棍会把周向上的土挤开,然后我们再去拔的话就很容易拔出来了。同理,破冰船的倾侧技术,就是通过船体不停地左右往复摆动,把夹住或冻住船体周围的冰挤开,这样船身就可以脱困了。

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摇晃木棍能更轻易的拔出木棍

气泡减阻技术:

气泡减阻技术主要是通过空压机将压缩空气由船体艏部和舯部的喷嘴喷出,高压空气在快速上浮的过程中会在船体外板处形成一股股海水与压缩空气的激流,将船体外板与冰面隔离开,起到润滑的作用。

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气泡减阻技术还被应用在其它船舶上

作者:小船人的梦想 2019年5月3号


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