一,、什么極地考察船是中國第一艘自主建造的極地科學(xué)考察破冰船是全球第一艘采用船首船尾雙向破冰技術(shù)的極破冰船,？

雪龍2號極地考察船

它能夠在1.5米厚冰環(huán)境中連續(xù)破冰航行，交付使用后將填補我國在極地科考重大裝備領(lǐng)域的空白,。船只特點：

一是符合國際最新規(guī)范。是全球第一艘符合國際最新規(guī)則的極地科考船。

二是安全性高，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計,，具有很強的防寒能力，也很環(huán)保,。

三是破冰能力強,，能在1.5米厚度冰、0.2米厚度雪的海況下,，以2—3節(jié)航速連續(xù)破冰行駛,。

四是智能化，擁有智能機(jī)艙,，便于飛機(jī)在甲板上起降,；能通過傳感器等設(shè)備進(jìn)行船體全壽命監(jiān)測。

二,、破冰船的船體結(jié)構(gòu),？

破冰船是用于破碎水面冰層，開辟航道,，保障艦船進(jìn)出冰封港口,、錨地，或引導(dǎo)艦船在冰區(qū)航行的勤務(wù)船,。分為江河,、湖泊、港灣或海洋破冰船,。船身短而寬,，長寬比值小，底部首尾上翹,，首柱尖削前傾,，總體強度高，首尾和水線區(qū)用厚鋼板和密骨架加強,。

推進(jìn)系統(tǒng)多采用雙軸和雙軸以上多螺旋槳裝置,，以柴油機(jī)為原動力的動力推進(jìn)。螺旋槳和舵有防護(hù)和加強,。破冰時,，首部壓擠冰層在行進(jìn)中連續(xù)破冰或反復(fù)突進(jìn)破冰。

三,、破冰船是怎么工作的,？有幾種破冰方式？

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(shù)個壓水艙,，破冰的時候，先把前柜排空,，后柜灌滿海水,，前面會翹起，開大馬力沖上冰面,，然后排空后柜灌滿前柜,，靠重量壓碎冰面-----左右太窄就輪番灌排左右水柜，讓艦身搖晃,，把冰面碰碎,。

破冰船的工作是用相同的物理現(xiàn)象做基礎(chǔ)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"里特克"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(jī)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(xiàn)在水面上的時候，就恢復(fù)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里,，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,。

這時候破冰船就向后退,，然后用自己的全部質(zhì)量向冰塊猛撞上去。

這時候起作用的已經(jīng)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(zhì)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"號通過極地的航行的水手馬爾科夫曾經(jīng)這樣描寫過這只破冰船的工作: 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(zhàn)斗,。

連續(xù)五十二小時，信號機(jī)上的指針老是在從"全速度后退"跳到"全速度前進(jìn)",。

在十三班每班四小時的海上工作里,，"西伯利亞人"號疾馳著向冰塊沖去，用船首撞它們,，爬到冰上把它們壓碎,，然后又退了回來。

厚達(dá)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(jìn)三分之一。

夾角但這里還有一個值得關(guān)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里凹的,，就像集裝箱船。那么為什么破冰船會有那樣的構(gòu)造呢?這里就要說到一個問題,。眾所周知,，冰面是很滑的，那么當(dāng)破冰船在有冰的海面上行走的時候,，船體與冰面的摩擦系數(shù)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(xué)家發(fā)現(xiàn),，船體的鋼板與冰面的摩擦并沒有想象中的小,，并且有些船因此而到了船毀人亡的境地。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),，冰面與新船的鋼殼之間的摩擦系數(shù)達(dá)到了0.2,，因此這就導(dǎo)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，垂直于船舷的力R和相切于船舷的力F,，P和R之間 的夾角等于船舷對豎直線的傾斜角 ,，冰對船弦的摩擦力Q等于力R乘以摩擦系數(shù)，,，即Q=0.2R,。

如果Q比F小,，力F就把壓在船身上的冰推到水里去，這時,，并就沿著船舷滑動,，并不損壞船;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。那么怎么算船舷對豎直線的傾角呢?很簡單,，我們有傾角從三角函數(shù)表里可以查出,，正切函數(shù)是0.2的角是11°。這就是說,，在α>11°的時候,，Q<F.根據(jù)上面所說的，就可以確定船舷對豎直線的傾斜度應(yīng)該是多少,，才能保證船在冰塊中間安全航行,。這個傾斜度應(yīng)該不比11°小。這就是為什么破冰船不能設(shè)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后果,。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?zhí)?#34;破冰船、海冰721破冰船,。"海冰721號"破冰船采用錳鋼建造,，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(zhàn)功的破冰船曾經(jīng)成功救出過被困冰海的挪威,、塞浦路斯等國的商船。 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(jié)，續(xù)航力達(dá)1萬海里,，自持力30晝夜，現(xiàn)已服役40年,，在擔(dān)負(fù)冰情調(diào)查任務(wù)的同時,，還擔(dān)負(fù)搶險救生任務(wù),。破冰方法破冰船破冰船一般常用兩種破冰方法，當(dāng)冰層不超過1.5米厚時,，多采用"連續(xù)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,，則采用"沖撞式"破冰法。沖撞破冰船船頭部位吃水淺,，會輕而易舉地沖到冰面上去,，船體就會把下面厚厚的冰層壓為碎塊。然后破冰船倒退一段距離,，再開足馬力沖上前面的冰層,，把船下的冰層壓碎。如此反復(fù),，就開出了新的航道,。還有一種方法是使用螺旋槳當(dāng)?shù)蹲影驯兴椤Ｓ萌剂嫌蜑閯恿Φ钠票?，多采用柴油機(jī)帶動發(fā)動機(jī)發(fā)電,，電動機(jī)驅(qū)動螺旋槳(組合機(jī)組驅(qū)動)，驅(qū)動功率可達(dá)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(lián)制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(yīng)堆,，高壓蒸汽推動汽輪機(jī)，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(dāng)于帶上25000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可以在遠(yuǎn)離港口的冰封海域里常年作業(yè),。破冰船裝有2~4只螺旋槳,。

四、為什么泰坦尼克號撞冰山沉沒,，破冰船不會,？

最近有媒體報道我國的雪龍?zhí)枠O地科考船在執(zhí)行任務(wù)期間裝上了冰山，沒有人員傷亡,，船體也安然無恙,。許多人聯(lián)想到到同是撞冰山的泰坦尼克號，為什么那么奢華龐大的郵輪一擊必沉,，上演了多少生死訣別,，而我們的科考船卻毫發(fā)無傷,？原來雪龍?zhí)栕鳛槠票兴齑Y(jié)構(gòu)上的獨特優(yōu)勢,。

破冰船的水面部分看著跟普通的船只沒什么區(qū)別,，但是船底卻寬大很多，所以下盤根基扎的非常穩(wěn),。船體的龍骨以及主體結(jié)構(gòu)都采用了強度極高同時耐寒性很好的鋼材,。在船的首尾部分，都加裝了防撞角,，不僅可以防止新聞當(dāng)中的冰山的撞擊,，還可以切開冰體并穿越而過。當(dāng)遇到了體積較大的冰體時,，依靠加足馬力蠻撞是不可行了,，破冰船還有絕招：先將船和撞擊面拉卡一定距離以便積蓄足夠的動能，然后把動能轉(zhuǎn)化的勢能加上船自身的勢能就足以形成強大的破壞力,。遇到較厚的冰層,，破冰船還能直接開上去，壓碎冰層前行,。此時配合著可以灌注液體的水倉加大自身的重力,，從而開出一條比較寬的水道。

除了耐撞擊,，能開路,，破冰船還要應(yīng)對極低考察時遇到的惡劣氣象環(huán)境。比如長期在低溫條件下使用,，動力系統(tǒng)和電路設(shè)備就要經(jīng)受比一般條件更嚴(yán)格的考驗,。而遇到暴風(fēng)雪極寒等條件還有被困在剛剛破開的冰面。一旦被困,，再也找不到比它還厲害的設(shè)備營救,，只能乖乖等待氣溫回暖了再開動。

雪龍?zhí)柺俏覈鴥H有的在役破冰船,，是我們從烏克蘭購買的半成品,，經(jīng)過我們自己的改造升級成為極低考察不可或缺的幫手，希望隨著我們國家造船水平的不斷提高,，能早日研制生產(chǎn)出我們自己的破冰船,。