近些年,,隨著全球變暖,,冰融加速,世界各國都在尋找北極開發(fā)商機,,如北極航道的通航和商業(yè)化運營,,北極地區(qū)的油氣資源,礦產資源的勘探和開發(fā),,旅游業(yè)的發(fā)展,,北極海域的漁業(yè)捕撈等等 9 t$ |. E; `' P- E q/ p Q
然而,北冰洋一年中有多達九個月都被厚厚的冰層所覆蓋,,使得開發(fā)資源的時間變得很短,。
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所以說,北極開發(fā)最麻煩的還是其惡劣的自然環(huán)境,,低溫,,風暴,以及每年長達九個月的冰凍期,,都是北極開發(fā)的難題,,而在北極要想在幾乎常年冰封下進行各種商業(yè)開發(fā),無論是軍艦還是商船都需要破冰船為其開路,。
7 W0 L# P3 W9 p) b9 {9 X$ z 什么是破冰船從這個名字就應該知道,,破冰船是專門設計用來破碎冰層,為艦船開辟航道的勤務船,,分為江河,,湖泊,港灣以及海洋破冰船,。
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我們知道,,海運是目前最便宜的長距離運輸方式,但在冬季,,一些海運線路就會結冰,,就需要清理冰層,以使運輸船只能夠順利通過,,這就是破冰船發(fā)揮作用的地方,。 . o0 E2 V, ?0 `1 O
因此,,基本上,破冰船是用來為商船清除路徑,,此外,,這些船只也用于在極地地區(qū)開展科研項目。 p D% q( M$ l3 v% _: t' `" d
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1 v7 k7 d+ z$ Q% c0 [雖然破冰船近些年才發(fā)揮著重要的作用,,但是早在11世紀時,,人類就已經有了建造和使用破冰船的想法了,但受限于當時的技術和材料,,并沒有制造出真正意義上的破冰船,。 - |8 P l5 ]; o; {& |
最初為了能夠在北冰洋中航行,有人在木船上加上兩根桅桿,,為保護船體,,船體配有一條耐浮冰的防浮皮帶,在船被冰塊擠壓時,,水線下方的圓形船身線有助于將船向上推,,在現(xiàn)代破冰船中,這種基本設計和概念一直在沿用,。
- C8 u1 B- f$ m 破冰船的特征
$ w2 i, w4 `" }6 g2 J破冰船的設計就像其他船舶一樣,,外形和結構還是具有船的功能,但主要任務變成了破冰,,為此,,就需要一個強大的船體。 $ d; x1 }5 q7 x. s+ R
破冰船的特點是它有著堅固的船頭,,船身短而寬,,底部首尾上翹,船體有時比船頭更寬,,這樣的設計有利于它能更好的執(zhí)行破冰任務,,開辟出更寬闊的冰道。 9 L, o! r+ s5 c; N+ |- C$ U
對于普通船舶,,需要船體更窄,,以便"切開"海水,并盡量減少船舶與水的摩擦,,對于破冰船,,船體需要更厚,船頭需更圓潤,。
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為了對抗堅硬而厚實的冰層,,破冰船體配備了雙殼,側面和底部也具有兩層防水外殼,,與其他船只相比,,它們相對較厚,。
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事實上,破冰船配備了堅硬的鋼殼,,厚度高達1.5米以上,,強度達到500Mpa,使破冰船在低溫環(huán)境和高載荷條件下具有抗斷裂性,,這一特點在普通船舶中并不常見,。 3 l1 _+ Z! J# F7 Q: {: W
破冰船如何工作* ?" n: s7 V. _% f+ s
要想壓碎冰層開辟航道就要對破冰船進行特殊的設計。 ' C) ^% g$ i& }3 o: ] H8 q/ S* o( N5 l
所以我們看到,,破冰船的結構都很巨大(但不像油輪那樣大),,這補充了其重量和功率上的不足,船頭是圓的,,因此比其它船只更光滑,,這有助于破冰船在厚厚的冰層上滑行,,從而減小摩擦力,,船體的外部使用聚合物涂料進行涂漆,也能減小摩擦力,,這些特殊的設計能讓破冰船粉碎冰層從而開辟航道,。 4 O7 S" n' b! p, B! l; ~
但光靠這些并不能"切開"較厚的冰面,破冰船也并不完全是靠其產生的動力,,用船首直接撞開冰面的,,而是在強大的發(fā)動機推力下,讓船首沖上冰面,,然后依靠自身的重量將冰層壓碎,。 1 j6 T/ c! R$ i/ a- z
7 H- T$ I: ^ C破冰船露在水面上的船身并不會被水的浮力抵消,所以還是保持著原來的重量,,并在破冰船的船頭及船尾都有一個壓水艙,,當需要破冰時,就會將船頭的壓水倉清空,,船尾壓水倉注滿水,,當破冰船沖上冰層后,再為船頭注滿水,,以增加壓碎冰層的重量,。
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如果冰層實在太厚了,依靠破冰船的重量并不能壓碎冰層時,,這時就需要用最簡單和粗暴的方式了,,破冰船將會用自身的重量和速度直接撞碎冰層,實現(xiàn)破冰開道,。
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核動力破冰船+ p" [& C- _; a& @* C
破冰船的推進系統(tǒng)主要還是以柴油機提供動力為主,,以螺旋槳作為推進系統(tǒng),,要想長距離破冰航行或者是能夠破較厚的冰層,就需要為破冰船提供更大的動力,,所以就出現(xiàn)了核動力破冰船,。
$ x5 R; c# q, M$ }破冰的這個過程中需要大量的燃料,為船只提供動力,,核破冰船就解決了傳統(tǒng)破冰船需要大量燃料的問題,。 2 S! f# m) ^" y( i0 y5 ?
目前世界上所有的核動力破冰船都是由俄羅斯運營的,他們于1957年就造出了第一艘核動力破冰船,,目前,,俄羅斯運營著8艘用于各種目的的核動力破冰船。 ( q( U/ ?5 p. o; m8 H, Y
其中“北極”級是世界上最大的核動力破冰船,,它擁有兩座小型核反應堆,,功率達到了170兆瓦,加注一次燃料可以在海上航行7年,,破冰厚度達到了2.8米,,它也是唯一能到達北極極點的水上艦船。
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9 U. W$ m3 s8 P. r4 H我們國家的破冰船也在快速發(fā)展,,雪龍?zhí)柧褪瞧渲凶钕冗M的破冰船,,曾多次赴北極完成破冰考察任務;雪龍?zhí)柪m(xù)航19000海里,,能以1.5節(jié)航速連續(xù)破1.2米的冰層,。
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6 t: H5 ]5 O+ x# o0 q7 T這些年,隨著北極開發(fā)的火熱,,好幾個國家都開始建造自己的核動力破冰船,,中國也已經宣布將建造自己的核動力破冰船,相信不久的將來中國也將擁有到達北極任何海域的破冰船,。 ( {& u, Z9 M2 F z* V( A1 u
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