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  • 1 # 王者的衣服

    工作原理破冰船它是不是用自己的船首部分的壓力不斷地切開冰的呢?你如果那樣想的話,就大錯特錯了,那是切冰船的工作原理,一般只能切碎較薄的冰。真正的破冰船是靠重力來破冰破冰船的。在它的船艏和船尾各有一個或數個壓水艙,破冰的時候,先把前櫃排空,後櫃灌滿海水,前面會翹起,開大馬力衝上冰面,然後排空後櫃灌滿前櫃,靠重量壓碎冰面-----左右太窄就輪番灌排左右水櫃,讓艦身搖晃,把冰面碰碎。破冰船的工作是用相同的物理現象做基礎的:露在水面上的那一部分船身,因為它的重量沒有水的浮力作用把它抵消掉,所以仍舊有它原來的"陸上"重量。你不要以為破冰船在行駛的時候是用自己的船首部分的壓力不斷地切開冰的。破冰船不是這樣工作的,這樣工作的是切冰船,例如像在三十年代著名的"裡特克"號。這種工作方法只能用來對付比較薄的冰。破冰船真正的海洋破冰船是用另外一種方法工作的。破冰船上的強大的機器在開動的時候,能把自己的船首移到冰面上去,它的船首的水下部分就是因為這個緣故造得非常斜。船首出現在水面上的時候,就恢復了自己的全部重量,而這個極大的重量就能把冰壓碎。為了加強作用力,有時候在船首的貯水艙裡,還要盛滿水"液體壓艙物"。在冰塊的厚度不超過半米的時候,破冰船就是這樣工作的。遇到更厚的冰塊,就要用船的撞擊作用來制服它。這時候破冰船就向後退,然後用自己的全部質量向冰塊猛撞上去。這時候起作用的已經不是重量,而是運動著的輪船的動能;船好象變成了一個速度不大但是質量極大的炮彈,變成了一個撞錘。實驗參加過1932年有名的"西伯利亞人"號透過極地的航行的水手馬爾科夫曾經這樣描寫過這隻破冰船的工作: 在幾百座冰山中間,在密實地覆蓋著冰的地方,"西伯利亞人"號開始了戰鬥。連續五十二小時,訊號機上的指標老是在從"全速度後退"跳到"全速度前進"。在十三班每班四小時的海上工作裡,"西伯利亞人"號疾馳著向冰塊衝去,用船首撞它們,爬到冰上把它們壓碎,然後又退了回來。厚達四分之三米的冰塊慢慢地讓出了一條路。每撞一次,船身就可以向前推進三分之一。夾角但這裡還有一個值得關注的問題。船舷與豎直線是有一定的夾角的,但是,有些船的下部是很直的,甚至有些船的下部有些地方是往裡凹的,就像集裝箱船。那麼為什麼破冰船會有那樣的構造呢?這裡就要說到一個問題。眾所周知,冰面是很滑的,那麼當破冰船在有冰的海面上行走的時候,船體與冰面的摩擦係數是多少呢?想想冬天在有冰的路面走路的時候情景。但是,科學家發現,船體的鋼板與冰面的摩擦並沒有想象中的小,並且有些船因此而到了船毀人亡的境地。經過研究發現,冰面與新船的鋼殼之間的摩擦係數達到了0.2,因此這就導致了一個問題,如果船舷與豎直面之間的夾角太小的話,冰就會把船給壓壞了。壓力冰對船的壓力分為兩個力,垂直於船舷的力R和相切於船舷的力F,P和R之間 的夾角等於船舷對豎直線的傾斜角 ,冰對船弦的摩擦力Q等於力R乘以摩擦係數,,即Q=0.2R。如果Q比F小,力F就把壓在船身上的冰推到水裡去,這時,並就沿著船舷滑動,並不損壞船;如果Q比F大,摩擦力就妨礙著冰塊的滑動,使冰塊長時間壓在船舷上,就要把船舷壓壞。那麼怎麼算船舷對豎直線的傾角呢?很簡單,我們有傾角從三角函式表裡可以查出,正切函式是0.2的角是11°。這就是說,在α>11°的時候,Q<F.根據上面所說的,就可以確定船舷對豎直線的傾斜度應該是多少,才能保證船在冰塊中間安全航行。這個傾斜度應該不比11°小。這就是為什麼破冰船不能設計成集裝箱船那樣的樣子。下面讓我們看一下船員描述的船因為沒有注意到上面那點的後果。型號"派洛特"號破冰船、"葉爾馬克"號破冰船、"列寧"號破冰船、"雪龍號"破冰船、海冰721破冰船。"海冰721號"破冰船採用錳鋼建造,船艏甲板厚度24毫米,它的最大撞擊力能破開1米厚的冰。這艘屢立戰功的破冰船曾經成功救出過被困冰海的挪威、塞普勒斯等國的商船。 該船船體長84.28米,最大寬16米,排水量3191.86噸,平均吃水深度3.68米,最大馬力3.82兆瓦,最大航速16.5節,續航力達1萬海里,自持力30晝夜,現已服役40年,在擔負冰情調查任務的同時,還擔負搶險救生任務。破冰方法破冰船破冰船一般常用兩種破冰方法,當冰層不超過1.5米厚時,多采用"連續式"破冰法。主要靠螺旋槳的力量和船頭把冰層劈開撞碎,每小時能在冰海航行9.2千米。如果冰層較厚,則採用"衝撞式"破冰法。衝撞破冰船船頭部位吃水淺,會輕而易舉地衝到冰面上去,船體就會把下面厚厚的冰層壓為碎塊。然後破冰船倒退一段距離,再開足馬力衝上前面的冰層,把船下的冰層壓碎。如此反覆,就開出了新的航道。還有一種方法是使用螺旋槳當刀子把冰切碎。用燃料油為動力的破冰船,多采用柴油機帶動發動機發電,電動機驅動螺旋槳(組合機組驅動),驅動功率可達上百萬瓦,可以滿足較長時間破冰航行的需要。核動力破冰船1957年,前蘇聯製造出第一艘核動力破冰船--"列寧"號。它的動力心臟是壓水式核反應堆,高壓蒸汽推動汽輪機,帶動螺旋槳推動航船。 如果核動力破冰船帶上10千克鈾,就相當於帶上25000噸標準煤,可以在遠離港口的冰封海域裡常年作業。破冰船裝有2~4只螺旋槳。

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