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海洋指南

破冰船如何运作?

最后更新时间为2019年7月30日
破冰船如何运作?

破冰船的设计和制造是为了使海员能够将巨大的冰块分解成较小的碎片,并在主要是北极海域的冰冻海域中形成清晰的通道,从而在冰雪覆盖的水域中航行。

什么是破冰船?

在我们了解它是如何工作之前,我们首先需要了解它的实际作用。这个名字很不言自明。破冰船是专门设计用来冲破最厚的冰块的船舶,极地地区尤其需要这种破冰船。其最大特色是 加强船体 使它能够执行为其设计的任务。在冰海中移动需要大量动力。

尽管近年来该船已经发挥了最大的潜力,但破冰船的想法自11 世纪。但是,尚未发现船只,因此它更像是破冰船。

最初制造的船只被称为高知,是由生活在北冰洋冰冷海岸附近的人们所创造的。高知是一艘小型木制船,带有一个或两个桅杆,用于在北极海和西伯利亚河流的冰冻水域中航行。

为了保护船体,该船配备了一条抗浮冰的浮游生物木板带。在不幸的情况下,船舶被冰原挤压,水线以下的圆形车身线有助于将船上推。现代破冰船的基本设计和概念保持不变,只是效率有所提高。

正如我们之前讨论的,运输是当前可用的最具成本效益的运输方式。但是在冬季,贸易路线会结冰,需要清理以确保商业活动的顺利进行。这就是破冰船开始发挥作用的地方。他们清理了贸易路线,以便像在波罗的海,圣劳伦斯海道,大湖区和北海航线航行的船只那样继续航行顺利。

因此,基本上,破冰船用于清理商船的路径。除此之外,这些容器还用于极地地区的研究计划中。

破冰船

破冰船

破冰船的特征

一些重要特征 破冰船的结构已经讨论过了。与其他任何船只一样,破冰船的设计重点在于船只的功能。破冰船的任务是切碎冰块。为此,需要坚固的船体。耐冰性也应该很强。因此,破冰船配备了双层船体,侧面和底部具有两层水密表面。与其他容器相比,它们相对较厚。

茎可能具有不同的配置,例如倾斜的,圆形的等,并且侧面也倾斜。为了形成更大面积的冰通道,船体有时比 在破冰船上。

仅仅拥有一个精巧的船体是不够的,还需要添加一些额外的加强结构,以使破冰船高效运行。因此,这艘船的设计与众不同之处就不足为奇了。

对于普通船,需要指向船体以切穿波浪,并最大程度地减小船与水之间的摩擦力;对于破冰船,需要使船体变厚并且船头呈圆形。

实际上,这些船都配备了厚度达50米,强度达500 Mpa的钢壳板。这些镀层使船舶在环境低温和高负荷条件下抗破裂,这在普通船舶中并不常见。船体的整体结构使其可以穿透冰层或在其上骑行。

以前,破冰船以前依靠煤炭和石油来发电。如今,它们由柴油和电力驱动,在某些情况下,甚至由核能驱动。他们需要这种力量才能在冰冷的水域顺利进行机动。增强的功率用于发射安装在船首推进器两端的两个螺旋桨。

破冰船的一个例子是 美国海岸警卫队的极地破冰船。这些动力装置配备了柴油-电气和机械推进系统。六台柴油发动机可产生13,000千瓦的功率,三台燃气轮机可产生45,000千瓦的功率。

核破冰船

我们在上一节中刚刚提到了核动力破冰船。考虑到他们涉及的工作类型,在这里让我们对其进行详细讨论,因为这些可能是破冰船的最重要类型。

技术的进步在破冰行业和 核破冰船 被证明是最大的例子。切冰是一项高成本的工作,因为在此过程中需要大量燃料。

核破冰船解决了传统破冰船造成的燃料问题。破冰船要消耗多达100吨燃料,才能在俄罗斯冰冻的水中切透3米厚的冰。即使当我们考虑某些高回报使用情况(例如采油)时,这确实是一笔昂贵的事情。核破冰船解决了这个问题,因为船舶在冰雪覆盖的偏僻地区工作,因为仅需一磅铀就足以应付上述情况,因此无需加油。

因此,与传统方法相比,这是一个更好的选择,因为投资回报率比其他方法要高得多。

目前,世界上所有的核动力破冰船都由俄罗斯运营。他们于1957年推出了同类产品中的第一个,并于2007年投入使用。目前,俄罗斯经营着八个用于各种目的的核动力破冰船。 乌拉尔就是世界’最大的核动力破冰船.

破冰船如何运作

现在我们已经了解了破冰船,它们的类型和用法让我们了解了它的工作原理。这些船的结构巨大(不如破冰船完成工作后踩下的船和油轮大),可补充其重量大小和功率,这是确保其在3米厚的冰上平稳机动并压碎所必需的在此过程中,从而使该路径可供其他船舶使用。因此,对于像北极和俄罗斯这样的冰冻地方,这是必不可少的。

这些船的船首是圆形的,因此比其他船更光滑。这有助于破冰船在厚厚的冰层上滑动,因为预期的摩擦力要小得多。船的重量使冰滑过时压碎了冰。


船体的光滑设计确保了冰不会被推开,并且不会进入船内,因为这会导致系统出现一些重大问题,甚至可能损坏系统。由于船体是双重结构,因此可以在最恶劣的条件下生存。

船体的外部结构采用其他增强材料加固,并使用聚合物涂料上漆,以减轻摩擦造成的损坏。因此,船滑过冰,将其压碎,并被光滑的船壳推开。因此,其他船只能够再次自由穿越这些水域并继续进行商业活动。

破冰船的局限性

对于破冰船而言,使用的特殊性是这艘船的最大缺点。它的功能非常出色,但除此之外,实际上用处很少。该设计是一种非常特殊的设计,其结构消除了任何多功能性,使其仅用作极地地区和冰水地区的机械。

普通船中典型的船体形状设计为可以抵御波浪或最好抵抗波浪。但是破冰船的构造要使其能够承受海浪的全部力量。这对于它设计的任务可能是有效的,但肯定会使它在正常的海洋中不可用,并且使控制船舶变得非常困难。

为了消除这些局限性,正在进行更好的设计研究。例如。双作用船具有螺旋桨,可以向各个方向旋转,以更好地控制该船,并使其向后移动,从而产生足够的推力来破冰。但是,这些船可以用于非常特殊的情况,因此,破冰船仍然是破冰的最流行和最明智的选择。

破冰船图片

俄罗斯核破冰船Arktika

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 海岸警卫队刀具极星

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亚马尔

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破冰船埃达·峡湾

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列宁破冰船

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海岸警卫队刀具Mackinaw,240英尺重的破冰船

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破冰船莫斯科

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