100多年前破冰船是如何发明的?

愿意做你的晴天 2024-11-29 12:22:43

科学探索飞船。

这是100多年前俄国发明的破冰船。由于早期的船头又尖又直且十分的锋利,能像刀一样划开冰面。但如果撞上厚实的冰层则很大可能会被卡在冰缝中。此时需要船员用碎冰锤等工具进行人工破冰,不仅费力还很危险。

为解决这一问题,于1871年德国工程师将尖锐船头改为圆弧状,从而依靠船体自身巨大的重量下压冰层来实现破冰。但这种设计不仅需要更多的燃料来提供动力,而且只适用于吃水较浅的破冰船。一旦装满石油,船头就会因过重而被压入水中,无法实现下压式破冰。

对此工程师又将船头加长并改进倾斜角度,这样无论装载多少货物和燃料都能使船头保持最佳的破冰角度。由于传统的破冰船以柴油为燃料,无法实现远距离航行,所以只能在附近江河或沿海区域进行作业。如果想要深入偏远的极地冰原就会面临燃料不足的情况。

于是工程师又在船内安装了充满铀燃料棒的核反应堆,启动后能将水加热到250°以上。之后沸腾的水会通过管道进入换热器并产生蒸汽,从而驱动整个涡轮组并带动巨大的齿轮箱,最终使动力传输到螺旋桨上。这样只需少量的浓缩铀就能让破冰船独立航行3到4年之久。

虽然能源的问题已经解决,但在厚实的北极冰层进行高负荷破冰作业时,不仅会使船体受损严重,其方向舵和螺旋桨也很容易被冰块撞击而损坏。

对此工程师在船体两侧安装了两个辅助螺旋桨,这样就能有效推开附近的冰块,以此来保护主螺旋桨正常工作。同时还用沉重的钢铁横梁加固船体,并在船身两侧缠绕了一条钢铁带,以此来转移两旁堆积的冰块。

为了解决船体与冰面摩擦力过大的问题,工程师又在船上安装了一个特殊的润滑装置,可以通过船体上的洞吸入夹杂着空气的海水。之后再通过船肩下方的管口喷出大量的水泡流向船身,使周围形成了润滑层。这样就能大幅降低船身与冰面的摩擦,从而进一步保证了船体的安全。

就是在这样一步步的技术突破下,一艘完美的破冰船就打造完成了。

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