首先,破冰船的螺旋桨在一般任务中基本见不着冰,因为它在船体最后边,在水面以下,而冰是10%浮在水面以上的。而且,破冰船螺旋桨是用高硬度合金制造的,它的硬度至少也得在7以上(钻石是10),而冰的硬度呢,最高才3。破冰船螺旋桨不光是不怕冰,在一些特殊任务中,螺旋桨还得充当冰刀,被用于切碎冰块。这个后面再聊。
图:毛子核动力破冰船,胜利号
破冰船的两种工作方式第一种没啥可说的,就是撞。破冰船的船头都是至少5厘米厚的钢板,钢板往里则是粗大的钢梁钢柱,极其坚固。厚度不足1.5米的冰层根本扛不住动辄上万吨的破冰船。开足马力一路冲撞,冰层就破碎成渣儿了。
第二种就复杂多了,这种方法是用来对付两米左右的厚冰层的,简单说就是冲上冰面,压碎冰层。破冰船的船头下方没有球鼻艏(就是那个凸出的大球),它的船头下面几乎是圆弧形的。
图:中国雪龙号也是破冰船,注意看船头水线处的形状
另外大型破冰船内部一般会有好几个储量上百吨的水罐,分布在船头船尾和左右两边。对付厚冰层时,破冰船先后退,排空前水箱同时注满后水箱,让船头翘起来,再全速前冲,让前半个船身冲到冰面上。如果上千吨的重量仍没有把冰层压垮,破冰船会用水泵将后水箱中几百吨的水抽到船头水箱,增加船头重量,这样一般就可以压碎冰层了。如果嫌开出的航道太窄,破冰船还可以交替抽空、灌满左右两侧的水箱,让船体摇起来,压碎旁边的冰层。
图:工作中的破冰船
螺旋桨的妙用如果被压碎的冰块太大,它们漂浮在航道中很可能会对后方的船只构成威胁,毕竟普通船只甚至军舰也远没有破冰船结实。这种情况下,破冰船会排空后水箱、灌满前水箱,将船尾翘起来,让两个(或更多)螺旋桨贴近水面,然后开始倒退。坚硬的螺旋桨此时就变成了巨大的碎冰机,旋转切削加撞击,将危险的大冰块刨成碎冰沫。
图:破冰船的螺旋桨
破冰船终年在危机四伏的冰海中横冲直撞,所以船体的一切都是加强型的。厚实的船底从侧面和正面看都是圆弧形的,这样可以化解水冻结膨胀形成的压力;两到四个螺旋桨则由高硬度钢材铸造,所以它们不止不怕撞到冰块,还能用来做刨冰呢。
拓展有些破冰船在船头也有一组螺旋桨,用来排出冰层下方的水,让冰层失去承托,自己松动垮塌。但我估计要是用这种破冰船对付厚冰,应该不怎么灵吧。
图:前后两组螺旋桨的破冰船
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