破冰船真能輕鬆壓碎兩米厚冰層?背後技術超乎想象,多國悄悄佈局
如一支堅毅的鉅艦,剛勁的巨輪在茫茫的白茫茫的冰原上緩緩地駛向了最極端的極地海域。只見它船頭微微上揚,如同巨獸仰頭蓄力,隨後猛地壓向冰面——咔嚓!看似堅不可摧的厚冰瞬間裂開蛛網般的紋路,最終崩塌成碎塊,這就是破冰船的力量,就連兩米厚的冰層在它面前也顯得不堪一擊。
破冰船之所以能成爲冰海拓路的利器,關鍵在於它獨特的設計理念,與普通的流線型船體相反,破冰船卻以其“短胖”、“寬大”之形得以有效的減少其水上阻力外,還將其厚達5釐米的外殼加以特殊的鋼板加固,內部還配有密集的鋼架的支撐,使其具有了極強的抗壓和抗衝的能力。
這種結構讓破冰船能像錘子一樣砸向冰面,其主要通過將自身的螺旋槳的推力與船頭楔形的角度合力將厚度1.5米以內的冰層直接撞碎,從而使其速達每小時9公里以上。
而面對更厚的冰層,破冰船則會啓動“重力破冰法”:先向船尾水艙注水,讓船頭翹起爬升到冰面上,再向船頭水艙注水,利用數千噸的自重壓垮冰層。如果一次不行,就後退再衝撞,反覆操作直到開闢出航道。
不過破冰作業遠非蠻力碾壓那麼簡單,0冰面上看似柔軟的積雪反而是破冰的大敵——20釐米厚的積雪阻力相當於7釐米厚的冰,爲此日本“白瀨號”破冰船在船頭加裝了噴水系統,先行衝散積雪再破冰。
而加拿大破冰船則發明了“氣泡減阻”技術:向船底噴射空氣形成氣泡潤滑層,減少船體與冰面的摩擦力。更巧妙的是中國“雪龍2號”的雙向破冰設計,船尾安裝的360度迴轉吊艙能讓船體像陀螺一樣原地轉動,配合船頭側推器,即使被困厚重冰區也能靈活脫身。
目前全球破冰船技術正迎來新一輪升級。由其配兩座RITM-200的核反應堆,可連續數年不用加油的航行,將俄羅斯的破3米的極冰的記錄一舉超越。
美國、加拿大等國也在加速建造重型極地破冰船,甚至爲它們加裝艦炮和導彈模塊,讓這些“工程船”兼具軍事巡邏功能。基於中國自主的核動力破冰船的研發逐步的走向成熟,不僅能爲極地的航道的保障,也將爲偏遠的島嶼的電力供給開闢出一條新的生路。
儘管破冰船威力驚人,但面對大自然仍存敬畏。南極海域曾發生過考察船被移動冰山圍困的險情,在綿延數十公里的冰山面前,萬噸破冰船也只能繞行。畢竟人類再強大的技術,終究要在自然法則中尋找平衡點。