高大上的破冰船,发明灵感竟来自于游戏!

2017中国极地科学学术年会于10月26日-27日在长春举行,大会对极地方面最新研究成果进行了广泛的学术交流。在考察能力建设方面,我国新极地考察破冰船“雪龙2号”进入连续建造阶段,建造进展顺利,预计可望于2019年建成下水。这意味着,中国的极地考察破冰船将成系列发展,为探索南北极提供强大支撑。

那么,这种冰上利器是怎么发明出来的呢?

“雪龙号”破冰船

19世纪的欧洲,海上航运已渐渐成为贸易往来的主要方式。但在那个时候,欧洲经常遇上极寒天气,各地区经常出现不同程度的冰冻现象,有些地区甚至持续多日超低气温导致大范围封冻,冰层持续加厚,多数地区平均厚度达数十厘米,每次冰冻都有数百艘商船被困在港口内,渔民受灾无法生计,数万人因为海冰而受灾,海冰成为“白色杀手”。

1864年的一天,俄国人布里特涅夫的一艘商船载着数十吨货物航行在喀琅施塔得至奥兰宁鲍姆航线上,可不想船刚航行不久便遭遇了麻烦,极寒天气导致整个航道结冰,而且越来越厚,渐渐的便无法航行,前进不能,后退不得,只能眼睁睁地看着它被冻在那里。布里特涅夫得到消息后心急如焚,如果船只救不出来,他将面临数百万元的损失。

破冰船是冰上脱险的首选利器

一天,愁眉不展的布里特涅夫正在客厅内苦苦地思考着解决问题的良策,久思无果,便顺手拿起一张报纸随意翻看,一则小故事引起他的兴趣,那是讲一战时一架飞机英勇地撞向敌舰的故事。突然,布里特涅夫眼前一亮,为什么不撞冰呢?我有很多即将报废的小轮船,把船体前方钢板加厚,然后开足马力撞冰,那还愁开不出通道救商船吗?布里特涅夫兴奋不已,他立即命人实现他的设想,半个月后,一艘叫“派洛特”号小轮船按布里特涅夫要求被改装后,驶向了冰冻地域,布里特涅夫还兴致勃勃地给它起了一个名字叫破冰船。可令布里特涅夫失望的是,这艘改装成的世界第一艘破冰船,并没有他想象中的那样有力,尽管他们在撞冰时开足了马力,可根本无法破冰,反而船体自身受到了很大的破损,救援再次陷入困顿。

一天,布里特涅夫走在路上,看见一群小孩子正在玩陷阱游戏,他们在地上挖了一个深深的坑做陷阱,然后在陷阱口布设树枝,最后在上面盖上浮土,这样一来,人不注意踩在上面,就会掉进陷阱。孩子们弄了几次,才把这个陷阱弄好,因为刚开始树枝承重力不够,浮土放多了,压塌了。布里特涅夫正在思考破冰办法,看到这个现象后立即又来了灵感,想办法,让船冲上冰面,然后用船的重量压碎冰面,这不就破冰了吗?压碎冰面没有问题啊,因为一艘船小则几十吨,重则几百吨,甚至更重。

破冰船利用自重压碎冰面

说干就干,他找到了船舶设计所,说出了自己的想法。五天后,设计图纸便交给了他。布里特涅夫立即投入生产,按照图纸,将船头做成斜度,使船头不直接碰撞冰块,而像铁铲一样,滑到冰面上去,利用船的重力将冰压碎。一不太坚固的冰层,在破冰船的压力之下马上就让步了。遇到很厚的冰层,一下冲不开,破冰船就开动更大马力的水泵,把船尾的水舱灌满,因为船的重心后移,船头自然会抬高。这时,将船身稍向前进,使船头搁在厚冰层上,接着就把船尾的水舱抽空,同时把船头的水舱灌满。这样,本来重量很大的船头,再加上灌进船头水舱里的几百吨水的重量,很厚的冰层,也会被压碎。

一个月后,布里特涅夫的商船得救了,在破冰船不断破冰打通的航道上慢慢地不断前进,最终驶出了冰冻区,世界上第一艘真正意义的破冰船也就诞生了。由于破冰船动力需求很大,作业时间长,补给燃料很困难,1959年,前苏联建成了采用原子核能动力装置的“列宁号”破冰船。它可以连续航行两三年不用加“燃料”;它的动力大,可以加厚船体钢板的厚度,增强破冰的能力。后来苏联又建成了世界上最大的原子破冰船“北极号”。但由于核动力的造价昂贵,运行费用又高,因此这方面的进展目前并不迅速。

“列宁号”破冰船

随着南北极考察事业的发展,现代破冰船已成为极地考察的重要装备,除用于破冰外,还兼负运输和海洋考察等任务。