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破冰船甲板(什么极地考察船是中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船是全球第一艘采用船首船尾双向破冰技术的极破冰船?)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-04-13 01:15   点击:195  编辑:jing 手机版

一、什么极地考察船是中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船是全球第一艘采用船首船尾双向破冰技术的极破冰船?

雪龙2号极地考察船

它能够在1.5米厚冰环境中连续破冰航行,交付使用后将填补我国在极地科考重大装备领域的空白。船只特点:

一是符合国际最新规范。是全球第一艘符合国际最新规则的极地科考船。

二是安全性高,通过结构设计,具有很强的防寒能力,也很环保。

三是破冰能力强,能在1.5米厚度冰、0.2米厚度雪的海况下,以2—3节航速连续破冰行驶。

四是智能化,拥有智能机舱,便于飞机在甲板上起降;能通过传感器等设备进行船体全寿命监测。

二、破冰船的船体结构?

破冰船是用于破碎水面冰层,开辟航道,保障舰船进出冰封港口、锚地,或引导舰船在冰区航行的勤务船。分为江河、湖泊、港湾或海洋破冰船。船身短而宽,长宽比值小,底部首尾上翘,首柱尖削前倾,总体强度高,首尾和水线区用厚钢板和密骨架加强。

推进系统多采用双轴和双轴以上多螺旋桨装置,以柴油机为原动力的动力推进。螺旋桨和舵有防护和加强。破冰时,首部压挤冰层在行进中连续破冰或反复突进破冰。

三、破冰船是怎么工作的?有几种破冰方式?

工作原理破冰船它是不是用自己的船首部分的压力不断地切开冰的呢?你如果那样想的话,就大错特错了,那是切冰船的工作原理,一般只能切碎较薄的冰。

真正的破冰船是靠重力来破冰破冰船的。在它的船艏和船尾各有一个或数个压水舱,破冰的时候,先把前柜排空,后柜灌满海水,前面会翘起,开大马力冲上冰面,然后排空后柜灌满前柜,靠重量压碎冰面-----左右太窄就轮番灌排左右水柜,让舰身摇晃,把冰面碰碎。

破冰船的工作是用相同的物理现象做基础的:露在水面上的那一部分船身,因为它的重量没有水的浮力作用把它抵消掉,所以仍旧有它原来的"陆上"重量。

你不要以为破冰船在行驶的时候是用自己的船首部分的压力不断地切开冰的。

破冰船不是这样工作的,这样工作的是切冰船,例如像在三十年代著名的"里特克"号。

这种工作方法只能用来对付比较薄的冰。

破冰船真正的海洋破冰船是用另外一种方法工作的。破冰船上的强大的机器在开动的时候,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为这个缘故造得非常斜。

船首出现在水面上的时候,就恢复了自己的全部重量,而这个极大的重量就能把冰压碎。

为了加强作用力,有时候在船首的贮水舱里,还要盛满水"液体压舱物"。

在冰块的厚度不超过半米的时候,破冰船就是这样工作的。

遇到更厚的冰块,就要用船的撞击作用来制服它。

这时候破冰船就向后退,然后用自己的全部质量向冰块猛撞上去。

这时候起作用的已经不是重量,而是运动着的轮船的动能;船好象变成了一个速度不大但是质量极大的炮弹,变成了一个撞锤。

实验参加过1932年有名的"西伯利亚人"号通过极地的航行的水手马尔科夫曾经这样描写过这只破冰船的工作: 在几百座冰山中间,在密实地覆盖着冰的地方,"西伯利亚人"号开始了战斗。

连续五十二小时,信号机上的指针老是在从"全速度后退"跳到"全速度前进"。

在十三班每班四小时的海上工作里,"西伯利亚人"号疾驰着向冰块冲去,用船首撞它们,爬到冰上把它们压碎,然后又退了回来。

厚达四分之三米的冰块慢慢地让出了一条路。

每撞一次,船身就可以向前推进三分之一。

夹角但这里还有一个值得关注的问题。

船舷与竖直线是有一定的夹角的,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里凹的,就像集装箱船。那么为什么破冰船会有那样的构造呢?这里就要说到一个问题。众所周知,冰面是很滑的,那么当破冰船在有冰的海面上行走的时候,船体与冰面的摩擦系数是多少呢?想想冬天在有冰的路面走路的时候情景。但是,科学家发现,船体的钢板与冰面的摩擦并没有想象中的小,并且有些船因此而到了船毁人亡的境地。

经过研究发现,冰面与新船的钢壳之间的摩擦系数达到了0.2,因此这就导致了一个问题,如果船舷与竖直面之间的夹角太小的话,冰就会把船给压坏了。

压力冰对船的压力分为两个力,垂直于船舷的力R和相切于船舷的力F,P和R之间 的夹角等于船舷对竖直线的倾斜角 ,冰对船弦的摩擦力Q等于力R乘以摩擦系数,,即Q=0.2R。

如果Q比F小,力F就把压在船身上的冰推到水里去,这时,并就沿着船舷滑动,并不损坏船;如果Q比F大,摩擦力就妨碍着冰块的滑动,使冰块长时间压在船舷上,就要把船舷压坏。那么怎么算船舷对竖直线的倾角呢?很简单,我们有倾角从三角函数表里可以查出,正切函数是0.2的角是11°。这就是说,在α>11°的时候,Q<F.根据上面所说的,就可以确定船舷对竖直线的倾斜度应该是多少,才能保证船在冰块中间安全航行。这个倾斜度应该不比11°小。这就是为什么破冰船不能设计成集装箱船那样的样子。下面让我们看一下船员描述的船因为没有注意到上面那点的后果。型号"派洛特"号破冰船、"叶尔马克"号破冰船、"列宁"号破冰船、"雪龙号"破冰船、海冰721破冰船。"海冰721号"破冰船采用锰钢建造,船艏甲板厚度24毫米,它的最大撞击力能破开1米厚的冰。这艘屡立战功的破冰船曾经成功救出过被困冰海的挪威、塞浦路斯等国的商船。 该船船体长84.28米,最大宽16米,排水量3191.86吨,平均吃水深度3.68米,最大马力3.82兆瓦,最大航速16.5节,续航力达1万海里,自持力30昼夜,现已服役40年,在担负冰情调查任务的同时,还担负抢险救生任务。破冰方法破冰船破冰船一般常用两种破冰方法,当冰层不超过1.5米厚时,多采用"连续式"破冰法。主要靠螺旋桨的力量和船头把冰层劈开撞碎,每小时能在冰海航行9.2千米。如果冰层较厚,则采用"冲撞式"破冰法。冲撞破冰船船头部位吃水浅,会轻而易举地冲到冰面上去,船体就会把下面厚厚的冰层压为碎块。然后破冰船倒退一段距离,再开足马力冲上前面的冰层,把船下的冰层压碎。如此反复,就开出了新的航道。还有一种方法是使用螺旋桨当刀子把冰切碎。用燃料油为动力的破冰船,多采用柴油机带动发动机发电,电动机驱动螺旋桨(组合机组驱动),驱动功率可达上百万瓦,可以满足较长时间破冰航行的需要。核动力破冰船1957年,前苏联制造出第一艘核动力破冰船--"列宁"号。它的动力心脏是压水式核反应堆,高压蒸汽推动汽轮机,带动螺旋桨推动航船。 如果核动力破冰船带上10千克铀,就相当于带上25000吨标准煤,可以在远离港口的冰封海域里常年作业。破冰船装有2~4只螺旋桨。

四、为什么泰坦尼克号撞冰山沉没,破冰船不会?

最近有媒体报道我国的雪龙号极地科考船在执行任务期间装上了冰山,没有人员伤亡,船体也安然无恙。许多人联想到到同是撞冰山的泰坦尼克号,为什么那么奢华庞大的邮轮一击必沉,上演了多少生死诀别,而我们的科考船却毫发无伤?原来雪龙号作为破冰船,有它造船结构上的独特优势。

破冰船的水面部分看着跟普通的船只没什么区别,但是船底却宽大很多,所以下盘根基扎的非常稳。船体的龙骨以及主体结构都采用了强度极高同时耐寒性很好的钢材。在船的首尾部分,都加装了防撞角,不仅可以防止新闻当中的冰山的撞击,还可以切开冰体并穿越而过。当遇到了体积较大的冰体时,依靠加足马力蛮撞是不可行了,破冰船还有绝招:先将船和撞击面拉卡一定距离以便积蓄足够的动能,然后把动能转化的势能加上船自身的势能就足以形成强大的破坏力。遇到较厚的冰层,破冰船还能直接开上去,压碎冰层前行。此时配合着可以灌注液体的水仓加大自身的重力,从而开出一条比较宽的水道。

除了耐撞击,能开路,破冰船还要应对极低考察时遇到的恶劣气象环境。比如长期在低温条件下使用,动力系统和电路设备就要经受比一般条件更严格的考验。而遇到暴风雪极寒等条件还有被困在刚刚破开的冰面。一旦被困,再也找不到比它还厉害的设备营救,只能乖乖等待气温回暖了再开动。

雪龙号是我国仅有的在役破冰船,是我们从乌克兰购买的半成品,经过我们自己的改造升级成为极低考察不可或缺的帮手,希望随着我们国家造船水平的不断提高,能早日研制生产出我们自己的破冰船。

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