爱华网破冰船在工作中
鲸鱼不由自主地在作着同样的试验–––在退潮的时候，如果搁在浅水滩上，也会有同样的感觉的。但是这对它会有致命的后果：它会被自己惊人的重量压死。难怪本来是哺乳动物的鲸鱼，却要住在水里，因为水的浮力能够救它，使它免于因重力的作用被压死。
以上内容跟本文关系密切。破冰船露在水面上的那一部分船身，因为没有水的浮力作用把这部分船身的重量抵消掉，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头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。
破冰船是这样工作的。破冰船上的强大的机器在开动的时候，能把自己的船头移到冰面上去，它的船头的水下部分就是因为这个缘故造得非常斜。船头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，有时候还要在船头的贮水舱里盛满水。
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，就要用船的撞击力来制服它。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，船仿佛已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。像几米高的冰山，破冰船就得用它坚固的船头猛烈撞击几次，才能把它们撞碎。
雪龙号破冰船
参加过1932年“西伯利亚人”号极地航行的水手马尔科夫曾经这样描写过这只破冰船的工作：在几百座冰山中间，在密实地覆盖着冰的地方，“西伯利亚人”开始了战斗。连续五十二个小时，信号机上的指针一直在从“全速度后退”跳到“全速度前进”。在十三班每班四小时的海上工作中，“西伯利亚人”疾驰着向冰块冲去，用船头撞冰块，爬到冰上把它们压碎，然后又退回来。厚达一米多的冰块慢慢地让出了一条路。每撞一次，船身就可以向前推进三分之一。哦，同学们可以想像一下，这是一种何等壮观的画面。
大型破冰船用上核动力
大型化、大功率、续航久、多用途已成为现代破冰船发展的一大趋势,而采用核动力则是最佳选择。一、破冰船的特征。目前俄罗斯拥有7-8艘核动力极地破冰船,可执行任务的有6艘。美国海岸警卫队的中型极地破冰船队主要有3艘船组成,其中“希利”号号称美国时下最新、最强的破冰船。此外,英国、挪威、加拿大、日本及芬兰等国也拥有自己的破冰船。我国的“雪龙”号也是极地破冰船。
国际船舶界将破冰船分为3种技术级别：船舶主机功率为11025千瓦的普通破冰船，船舶主机功率为18375千瓦的中级破冰船，船舶主机功率为55125千瓦的核动力破冰船。例如,YAMAL号破冰船是目前世界上唯一能够到达北极点的超级核动力破冰船。破冰船的船身长、宽比例与一般海洋船舶不一样，同等情况下，其纵向尺寸较一般船舶短，而横向尺寸宽，以便于以强劲的推进力开辟出宽航道。破冰船
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。许多高纬度国家拥有破冰船，例如俄罗斯拥有多艘核动力大马力破冰船，用于开辟北极航道。2011年11月15日，中国国家海洋局宣布，中国拟自主建造第一艘极地考察破冰船。该船将可搭载直升机和水下机器人，船头、船尾均有破冰能力，计划于2013年完成建造。
破冰船 - 现状
目前在世界上设计和建造破冰船能力最强的国家主要有：俄罗斯、芬兰、瑞典、德国、美国、挪威、丹麦、日本、加拿大等，尤其是以环北冰洋 的几个国家设计和建造能力最强。
全球破冰船队中，功率超过1万马力的破冰船有50艘，俄罗斯拥有最大的破冰船队。芬兰、加拿大、瑞典各有6～7艘破冰船，美国拥有4艘，其他6个国家(日本、德国、阿根廷、澳大利亚、挪威、荷兰)各有1～3艘。只有俄罗斯使用核动力 推进系统(7艘)。俄罗和美国拥有推进功率大于3万马力的破冰船。多数破冰船主要在海作业。中国目前的雪龙号极地考察船 只相当于俄罗斯最高级的，还不是真正意义上的破冰船。[1]
破冰船 - 各国发展
“北极”级（Arktika）核动力破冰船是世界上最大的破冰船
世界上公认的最早破冰船是1872年在汉堡建造的“破冰船I”号。该船在冬季易北河 结冰时用于破冰，为促进北欧贸易的发展作出了贡献。不过也有学者认为，1864年由俄国人改装后的“派洛特”号小轮船才是世界第一艘破冰船。而英国为俄国建造的“叶尔马克”号破冰船，则是第一艘在北极航行的破冰船。
俄罗斯自1900年以来，为了进出远东地区、开辟北方航路，建造了大批外海破冰船。早期的破冰船有“叶尔马克”号、“西比里亚科夫”号和“西伯利亚 ”号等。其中，前苏联的破冰船“西比里亚科夫”号于1932年完成了沿到海参崴 的东北航路的航行。此后，为了加强北方地区的军事行动，该国继续建造了“船长”级、“莫斯科”级等破冰船。在原子能破冰船方面，他们在1957年建造了“列宁 ”号破冰船，此后又建造了“北极”号、“俄罗斯”号、“亚马尔”号等核动力破冰船。这些船的建成，为延长东北航路的冬运期作出了贡献。
加拿大为了便于圣劳伦斯湾沿岸与爱德华太子岛、纽芬兰岛之间的船舶航行、邮政服务，实现五大湖火车渡船，制定了扩大破冰船规模的计划。1980年，该国建造了新型支援破冰船“基戈廖克”号，其形似扩孔器的勺形船艏引人注目。这种船艏的水线面比舯部还宽，从而减轻了船体与冰块的摩擦力，降低了破碎冰的阻力，提高了船舶的回转性能。目前，该国拥有多艘1万马力以上的破冰船，可在五大湖、、北极圈 活动。
芬兰Taymyr级大型核动力破冰船
第二次世界大战 以前，美国只有小型破冰船“熊”号服役。二战期间，为了加强北极圈的防务，他们又于1942年建造了“斯托里斯”号破冰船，并在格陵兰岛 和拉布拉多半岛之间使用。二战以后，美国增强了对北极和南极的军事、贸易、科学等领域的关注，建造了大型破冰船“冰川”号，从事南极观测站的设置和调查研究活动。1969年，该国又以发现阿拉斯加 石油为契机，将小麦运输船“曼哈顿”号改装为11.5万吨的商用破冰船，从美国东海岸经加拿大多岛海域到阿拉斯加进行了两次航海试验。以此为起点，现代破冰船工艺得到大发展，大功率的高质量破冰船不断出现。
波罗的海一直以来就是破冰船活动的舞台。芬兰的克瓦纳一马萨船厂自1939年首次建造破冰船以来，大量建造了用于波的尼亚湾的破冰船，以及“列宁”号、“泰梅尔”号等前苏联的主要破冰船。1981年，该厂在波的尼亚湾的瓦沙港，对带瓦斯船艏的改装破冰船“马克斯·瓦尔德克”号进行了破冰试验。瓦斯船艏是一种箱形船艏，底部设有冰刀，能在冰上切开冰面，让破碎的冰块流过船底，滑入船体两侧未破碎的冰面下，使螺旋桨很少接触破碎的冰块。
中国雪龙号极地考察船
1998年，德国建造了多用途破冰船“新作”号，用于在北海和波罗的海西部进行破冰支援、浮标补给、海洋环境治理、应急拖航、消防作业等破冰活动。 [2]
1912年，中国首次建造了“通凌”号破冰船和“开凌”号破冰船，排水量均为410吨，功率为688马力。除用于破冰外，还兼负运输和海洋考察等任务。这类破冰船的航程远，破冰进展慢，燃料消耗大。采用核动力推进装置，能适应其特殊需要，但造价昂贵。
2011年11月15日，中国国家海洋局 宣布，中国将自主建造第一艘极地考察破冰船。该船将可搭载直升机和水下机器人，船头、船尾均有破冰能力，计划于 2013年完成建造。海洋局同时宣布，即日起通过微博向全球华人征集船名，根据排名热度选取前20个名字入围后再交由专家评审。[3]
破冰船 - 技术演变
日本白濑号（AGB-5002）破冰船
早期的小型破冰船使人看到了未来的破冰船的雏形和改进的方向。“曼哈顿”号破冰船的试验航行成功，又大大促进了现代破冰船工艺的发展，从而出现了一批大功率的高质量破冰船。这些破冰船的特点是，破冰能力高、船舶尺度大、船艏倾角小，可在冰上以压断冰面的方式连续破冰。这一阶段，除了采用勺形船艏和瓦斯船艏以外，为了减轻雪覆冰、碎冰块的摩擦阻力、提高破冰能力，船上还使用了船体）中洗、等系统，改进了推进系统，采用了和全方位吊舱式推进器。
在冲撞破冰时，螺旋桨反复正转、反转，频繁地前进和后退。这就要求推进系统具有足够的耐转矩的能力。长期以来，破冰船一直使用交流一直流方式的电力推进系统，即从柴油发电机得到交流电，将交流电转变为直流电，用直流电转动直流电机，驱动固定螺距螺旋桨。但是，随着电力设备的发展，使用交流一交流方式的电力推进系统的破冰船增多了。这种系统用发电机发出的交流电来转动交流电机，驱动螺旋桨。比较而言，交流一交流方式的电力推进系统可以简化设备，提高可维护性，缩小占用空间。
美国最大的破冰船，Healy号（WAGB-20）破冰船
同时，虽然固定螺距螺旋桨经济性高，但回避不了转速降低时转矩增大的问题。相反，可变螺距螺旋桨由于能在船舶高速行驶时，在保持原有的转速的同时，通过桨叶螺距的变化推动船舶前进、后退或增减推力，避免了转速降低时转矩增大的问题。这已在越来越多的破冰船上得到了应用。另外，在可变螺距螺旋桨上安装导流罩 ，可以减少冰海航行时冰块的流入，避免桨叶的破损。
近年来，造船界又出现了一种兼具推进器、舵、侧推器作用并能全方位旋转的吊舱式推进器。这是一个具有鱼雷 形状并由交流电机 驱动的推进器，由于能旋转360度，所以转艏能力极佳。芬兰的“芬尼卡”号、德国的“新作”号破冰船上就装备了这种带导流罩的全方位吊舱式推进器。
此外，在“尤库”号和“卢尼”号破冰型油船的实船试验中产生了一个新的概念--双向推进式油船。这是一种船艏通常为球鼻艏，船艉带全方位吊舱式推进器的破冰型油船。在无冰海域，油船按正常的前进方向航行，但在有冰海域，则船艉朝前，以后退状态破冰航行。2002年9月，由日本住友重机公司建造完工的“胶画”号就是这种船型的代表。[2]
破冰船 - 破冰技术
海冰721破冰船
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。
因此，破冰船破冰的能力来自于船只的重量(排水量)和将船推上冰面的推进力。近代发展的破冰船主要技术有以下几个方面：
1、采用可旋转推进器与船首的侧向推进器相配合，实现对船只的动态定位，提高在冰区和开阔水域的机动性：使用大功率推进器提高船舶的破冰能力。瑞典破冰船(ODEN)功率24000马力，可以以3kn航速在2m厚的冰上连续航行。该船曾5次在考察航行时到达北极点。
2、在船体上使用了低摩擦的破冰船涂料，以减少船体摩擦和锈蚀。传统涂料会被海冰磨掉，使不受保护的船体区域受到锈蚀，而锈蚀产生的不平整表面进一步增加了冰和船体之间的摩擦。
3、船体最宽部位安装了绞刀 ，目的是减少船体中部的摩擦。绞刀以不对称方式工作，在船舶前进时通过向下弯折冰面破冰。后退时通过向上弯折冰面破冰。绞刀在船两侧形成约1m宽的通路，大大减小了冰与船体间的摩擦，提高了船舶在海冰密集区域的机动性。
4、安装一套冲水系统．町将大量海水泵至船前的冰上，以减少船头和冰之间的摩擦，便于船头驶上冰面。一套主动增摇系统．可以以很快的速度将水从船内一侧泵至另一侧(如瑞典破冰船“ODEN”号可在25s时间内将800t压载水进行左右调驳)，使船体在厚冰问发生摇摆，以便绞刀击碎船两侧的冰。[4]
破冰船 - 设计特点
破冰船船身短而宽，长宽比值小，纵向短，横向宽，可以辟开较宽的航道。底部首尾上翘，首柱尖削前倾，总体强度高，破冰船船头外壳用至少5厘米厚的钢板制成，里面用密集的型钢构件支撑，船身吃水线部位用抗撞击的合金钢加固。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。 [5]
破薄冰的船在船尾和靠近船头的侧位，分别各装两只螺旋桨，船头螺旋桨从冰下将水抽出，削弱冰层的支托并使其成为片状裂开。船在后两只螺旋桨的推动下前进。破厚冰的破冰船，为使船可以冲到冲层上面，多在船尾两侧对称地装两只螺旋桨。[6] 螺旋桨和舵有防护和加强
