破冰船爲什麽可以航行在結冰的海上?

2009年日本完成了新的南極觀測船「白瀨」(第2代),於11月出發前往南極。它屬於「破冰船」這種特殊類別的船隻,可以一邊敲碎結冰的海面一邊前進。由日本建造的白瀨雖然是調查、觀測用的學術性船隻,但在北歐、俄羅斯、加拿大等一到冬季海面就會結冰的寒冷國家破冰船並不罕見,一有需要就會出動來將附近海域的冰層敲碎,爲一般船團開出必要的航線。

那麽,破冰船到底是用什麽樣的原理,航行在結凍的海面上呢?破冰船的船首與一般船隻不同,建造得額外堅固,就算跟冰塊撞擊也不會受損。另外造型也比較圓弧,一部分使用不鏽鋼,就算與冰塊摩擦讓表面油漆剝落也不會生鏽。

面對厚度1.5公尺的冰層時,白瀨可以用3節(約5.55km/h)的速度航行。如果冰層變得更厚,則無法連續性的敲碎冰層,得用船首進行撞擊,壓到冰層上方之後以自身重量來壓碎。也就是得反覆執行撞擊與倒退,這種破冰方式稱爲「Ramming」。進行Ramming時必需要有9節(16.65km/h)前後的最高速度。另外,白瀨的船首裝有許多將海水噴出的噴水孔,這是透過散佈海水來讓前方冰層融化的新裝置。

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破冰船不會裝備可以減輕橫波(左右搖晃)的「Bilge Keel」。這是因爲Bilge Keel在撞到冰的時候會變型,形成相當大的阻力。但是破冰船的剖面積形狀較爲圓融,沒有Bilge Keel的話容易左右搖晃,因此會另外裝備「減搖水艙」(Anti-rolling Tank)來抑制橫波。