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破冰船是怎样进行工作的

科普小知识2022-10-27 14:39:41
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洗澡时,请利用这个机会做以下实验。在跳出浴缸之前,打开排水孔,继续让你的身体躺在盆底。此时,你身体暴露在水中的部分正在逐渐增加。与此同时,你也感觉到你的身体在逐渐变重。在这种情况下,你可以清楚地看到,一旦你的身体暴露在水中,它就会在水中失去重力(你可以回忆起你在水中的时候有多轻!)立即恢复。鲸鱼正在不自觉地做着同样的实验——当潮水退去时,如果它们被放在浅水里,它们也会有同样的感觉。但是它会有致命的后果:它会被自己惊人的重力压死。难怪最初是哺乳动物的鲸鱼必须生活在水中:水的浮力可以避免它被重力压死。

上面所说的与这篇文章的标题密切相关。破冰船的工作是基于同样的物理现象:船体暴露在水面的部分仍然有它原来的“陆地”重力,因为它的重力没有被水的浮力抵消。你不应该认为破冰船在行驶时利用船头的压力不断地破冰。破冰船不像这样工作。他们像切冰工一样工作,比如20世纪30年代著名的“立克舞”。这种工作方法只能用于处理相对较薄的冰。

真正的海洋破冰船以另一种方式工作。破冰船上强大的机器在运动时可以把船头移到冰上。由于这个原因,船首的水下部分非常倾斜。当船头出现在水面上时,它会恢复其全部重力,从而压碎冰。为了加强作用力,有时船首的储水罐也装满水——“液体压载”。

当冰的厚度小于半米时,破冰船就是这样工作的。如果你遇到更厚的冰,你必须利用船的冲击力来制服它。这时,破冰船会后退,然后用它的全部质量撞向冰。当时,起作用的不是重力,而是运动着的船的动能。这艘船似乎变成了一个速度很慢但质量很大的壳和一把锤子。

对于几米高的冰山来说,破冰船在破冰之前必须用它坚固的船头撞击它们几次。

1932年,参加过著名的穿越极地“西伯利亚”航行的水手马尔柯夫曾这样描述这艘破冰船:

在数百座冰山中,西伯利亚开始在一个被冰覆盖的地方战斗。连续52小时,信号机上的指针总是从“全速后退”跳到“全速前进”。在13班四个小时的海上作业中,西伯利亚人冲向冰面,用弓击打它们,爬上冰面压碎它们,然后返回。厚达3/4米的冰块慢慢融化。每次碰撞,船体可以前进三分之一。