一、15米厚破冰船如何破冰?这类破冰船的船只前端会有锋利的锐角,在发动机和螺旋桨的共同作用下,是破冰船的船头高高的昂起,然后在下落,依靠船头的锐角对冰面实施切割,从而达到破冰的目的。 其实破冰船就是比较大的快艇,依靠强劲的动力,使穿透或船身飞起,然后重重的砸在冰面上,因为船底的形状比较特殊,也就产生了破冰效果。 不过这种方式只适合1.5米厚的冰层,如果冰层再厚一些,破冰船也是无能为力的。 二、冲撞法 它的工作方式和原理就没有那么复杂了,完全是凭借船身的锋利和发动机的动力,对冰层进行反复的撞击,最终将冰层撞碎,从而达到破冰的效果。 不过这类特种破冰船也需要进行特殊的加固,除却船底的坚固材料之外,整个船体的骨架结构,以及构造也是经过特殊制造的,据说好像借鉴了乌龟和螃蟹体内的骨骼构造,主要就是增加船体的坚固和稳定性。 二、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 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。 原理如下 破冰船的工作原理是靠船上的强大的动力机器在开动的时候,把自己的船首移到冰面上去。船首出现在水面上的时候,就恢复了自己的全部重力,而这个极大的重力就能把冰压碎。 |
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