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為什麽兩米厚的冰在破冰船面前不堪一擊?破冰船是如何破冰的?

2024-02-01軍事

為什麽2米多厚的冰層在破冰船面前不堪一擊?破冰船是如何破開冰面的?

俄羅斯是世界上研究破冰船技術最積極的國家,因為俄羅斯的北面是北冰洋航線,這裏的部份洋面一年中絕大部份時間都被厚厚的冰層覆蓋,必須使用破冰船破冰。那麽你知道破冰船是靠什麽把厚達2米的冰層破開的嗎?靠鋒利的船首嗎?

其實破冰船並不是把冰切開,而是把冰層壓碎。

世界上第一艘破冰船是在1864年建造的,這艘破冰船被命名為「派洛特」號,由俄國人設計並建造。它采用了一種特殊的船體設計,能夠輕松地穿越較薄冰的層,為當時的俄羅斯帝國在北極地區進行科學研究和探險提供了重要的支持。

「派洛特」號不僅是一艘破冰船,更是一個象征,它代表了人類對未知領域的探索精神,以及科技發展的巨大潛力。在當時,破冰船的發明是一項革命性的技術,它使得人們能夠更加深入地探索北極地區,進一步拓寬了人類的視野和認知。

不過「派洛特」號破冰船有個缺點, 它主要靠船身來把冰撞開,船首就像一把斧頭一樣,這種結構很容易卡進冰層裏,而且遇到厚一點的冰層就不行了。

後來工程師家發現,可以利用船身巨大的重量把冰面壓碎,這樣就可以讓船在冰面上行走了。 於是船首被設計成了一定的弧度,這樣船撞到冰時船頭就會擡起來壓冰。

但是這樣一來也有一個問題,在上個世紀50年代,破冰船不再只是科學考察的工具,蘇聯想開通北極圈航線,制造一種既能破冰又能運送貨物的輪船。當輪船滿載貨物的時候,蘇聯工程師發現船頭壓根翹不起來,吃水太深了。

之後船舶設計人員想了一個簡單的方法,把船頭有弧度的部份上移,這樣即便是滿載貨物的輪船也能破冰了。

造出來後,又發現了一個難題,因為北極航線結冰的地方太多,船從這裏走很耗油,而且速度還很慢,該怎麽辦呢?

這難不倒蘇聯人,畢竟他們還嘗試過把核反應堆裝進坦克,只要在破冰船裏裝上一個核分裂反應堆就行了。核燃料棒插入裂變裝置後,爐心釋放出巨大的熱量,這些熱量被水吸收,在高壓的狀態下,這些液體溫度有200多攝氏度。

之後這些高壓高溫的水被輸送到熱交換器中,熱量透過交換器,匯入幹凈的水中,然後升起大量的水蒸氣,這些水蒸氣被匯入蒸汽輪機中就可以帶動螺旋槳旋轉了。 一台蒸汽輪機可以為船只提供4.4萬匹的馬力,目前俄羅斯的破冰船可以在北極航行6年左右的時間,不用更換燃料棒。

動力問題解決以後,在實際使用中還有一個難題,冰對船體的摩擦太大。

為了解決這個問題,蘇聯人在破冰船前邊放置了一台抽水機,這台抽水機吸上海水以後,在水裏充入空氣制造氣泡,然後再從船底部排出去,氣泡會貼著船身上浮,這樣就起到了潤滑作用。俄羅斯的超空泡水雷差不多套用的也是這個技術。

為了保護船身尾部的螺旋槳和方向舵,蘇聯人在船體兩側設定了兩個輔助螺旋槳,它們既可以提供動力,也可以撥開靠近主螺旋槳和方向舵的冰塊。

目前全世界在破冰船領域研究最深入的國家就是俄羅斯,早在1957年,蘇聯就下水了世界上第一艘核動力破冰船「列寧號」。

在20世紀50年代,前蘇聯開始著手研發核動力技術,並將其套用於軍事和民用領域。在破冰船領域,前蘇聯決定建造一艘核動力破冰船,以解決北極地區冬季冰封的問題,進一步拓展北極地區的科學研究和資源開發。

「列寧號」核動力破冰船於1957年開始建造,經過兩年的努力,於1959年正式首航,這比美國早了兩年。「列寧號」主要執行北冰洋地區的考察和救援活動,除了在1967年靠港進行過維修,幾乎不間斷地航行了30年。

「列寧號」破冰船采用了先進的核動力技術,能夠產生巨大的能量,為破冰器材提供充足的動力。同時,「列寧號」核動力破冰船還采用了先進的破冰器材和技術,能夠輕松地穿越各種厚度的冰層,最大破冰深度為3米。

在建造過程中,前蘇聯政府給予了高度重視和支持,大量的資金和技術人員被投入到列寧號核動力破冰船的研發和建造中。這艘破冰船的建造不僅體現了前蘇聯在核動力技術領域的領先地位,也為北極地區的科學研究和資源開發提供了重要的技術支持。

「列寧號」核動力破冰船的建造不僅是一項科技成就,更是一段歷史記憶,它見證了前蘇聯在科技領域的輝煌成就,也見證了人類對北極地區的探索和開發歷程。如今,「列寧號」核動力破冰船已經退役,但它所代表的歷史和文化價值將永遠被銘記。