冬季海冰如何破除？详解破冰船

我国长江（大约北纬30度）以北的湖泊，冬天都有冰冻现象。但是，在北纬60度以南的大洋面上，几乎难于见到就地生成的海冰。海水结冰要比陆地上淡水结冰困难的多。首先，海水含盐度很高，降低了海水的冰点。淡水结冰是在0度，含10‰盐度的水冰点为-0.5℃，而含35‰盐度的水冰点是-1.9℃。地球上各大洋海水平均盐度为34.48‰，因此，海水的冰点在-1.9℃左右。再则，海水的最大密度不是在4℃，而是随盐度增加而降低。它的降低速度比冰点随盐度增加而降低的速度快。从下图可以看出，两条下降线相交于24.7‰盐度和-1.33℃的坐标上。因为海水平均盐度是34.48‰，远远超过24.7‰，所以海水达到冰点时，尚未达到海水的最大密度因而海水的对流混合作用并不停止，大大妨碍了海水的结冰。此外，海洋受洋流、波浪、风暴和潮汐影响很大，这些因素一方面加强了海水混合作用，一方面也使冰晶难以形成。凡此种种，都不利于海冰的形成和发展。海洋难于封冻对世界气候大有好处，是气候比较温暖湿润，适于生物的发展。但海洋封冻情况在亚欧大陆东西两岸差别很大。欧洲

西岸由于既受西风又受墨西哥暖流的影响，冬季海港不冻。亚洲东岸冬季受大陆季风控制，加上南下的鄂或次克海寒流和日本海寒流的影响，沿海封冻较强。就拿我国渤海之滨的塘沽港来说，所处纬度和葡萄牙首府里斯本相近，可是冬天还会封冻，有时需要靠破冰船来疏通航道，便利海轮进出。

南北极多年不化的海冰，叫作封海冰。封海冰与海岸相连，面积巨大。北极的封海冰，即使在夏季面积收缩时还有800多万平方公里，相当于大洋洲的面积。南极大陆周围也终年被封海冰封锁。封海冰破碎后随洋流漂泊四方，南北极不少附冰科学站就以次为根据地研究探索极地的奥秘。航海史上，出现过某些海船被封海冰挟持漂流无法返回大陆的悲惨纪录。1912年由俄国彼得堡开出的海船“圣·安娜”号，在北冰洋上为封海冰所阻，随冰漂流将近两年，直到船只完全被冰毁坏。这场灾难只有两人获救。

世界上最北的不冻港在俄罗斯的摩尔曼斯克，这是因为他受北大西洋暖流的影响。一般碰到这样的情况，往往需要用到破冰船，接下来将向大家介绍破冰船的工作原理。

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电力推进。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。第一艘破冰船是由俄国人设计、1899年英国为俄国建造的“叶尔马克”号。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电力推进。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。破冰船是一种专门用于在结冰的水面上开辟航道的特种船舶。破冰船的主要特点是船体宽（纵向短，横向宽）、船壳厚、马力大，且船体各区域设有不同的压水舱，动力多采用对称的多轴，多螺旋桨配置。

破冰原理：

破冰船是靠重力来破冰的。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，例如像在三十年代着名的“里特克”号。这种工作方法只能用来对付比较薄的冰。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。

破冰船破冰船一般常用两种破冰方法，当冰层不超过1.5米厚时，多采用“连续式”破冰法。主要靠螺旋桨的力量和船头把冰层劈开撞碎，每小时能在冰海航行9.2千米。如果冰层较厚，则采用“冲撞式”破冰法。冲撞破冰船船头部位吃水浅，会轻而易举地冲到冰面上去，船体就会把下面厚厚的冰层压为碎块。然后破冰船倒退一段距离，再开足马力冲上前面的冰层，把船下的冰层压碎。如此反复，就开出了新的航道。用燃料油为动力的破冰船，多采用柴油机带动发动机发电，电动机驱动螺旋桨（组合机组驱动），驱动功率可达上百万瓦，可以满足较长时间破冰航行的需要。