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2013年圣诞前夜,一艘載有74名人员的俄罗斯船只“绍卡利斯基院士号”因天气状况骤然恶化,在南极洲沿岸被厚冰困住动弹不得.中国极地考察船“雪龙号”、澳大利亚“南极光号”和法国的“星盘号”先后抵达遇险地准备救援,但因为冰层太厚和天气原因,救援船一时无法靠近.2014年1月2日,中国“雪龙号”科考船出动“雪鹰”直升机,将被困乘客分批次从俄罗斯“绍卡利斯基院士号”撤离到澳大利亚“南极光号”救援船附近的冰面上.然而,受强大气旋影响浮冰范围迅速扩大,此时的雪龙船周围被密集海冰包围,前方、右后方各有冰山阻挡,海冰堆积很高,远超雪龙船的破冰能力.
雪龙船的被困牵动着全国亿万人民的心,也引起了全世界的极大关切.直至1月7日,雪龙船所在海域风向发生变化,边缘冰有松动现象.当天下午,雪龙船自主脱困,驶向清水区.那么雪龙船到底是一艘什么样的船?它又是如何自主脱困的呢?
首先介绍一下雪龙号的基本情况.雪龙号(图1)是1993年3月25日,由乌克兰赫尔松船厂建造下水的极地运输船,经过初步的改造成为我国目前唯一的极地科学考察破冰船.雪龙船的总排水量21250吨,船长167米,宽22.6米,满载吃水9米,最大续航能力为12000海里.最大航速17.9节,抗风能力为12级以上,能以1.5节的速度连续破1.2米厚的冰(含20 cm的雪).核定乘员128人. 船上拥有较为齐备的导航仪器设备和气象观测设备.为船舶的安全航行和科学考察提供服务.那么,雪龙船与一般的船只相比有什么特别的地方呢?
下面,本文就从八个方面介绍一下雪龙船的特别之处,并从物理的角度加以分析.
1鱼探仪
我国在雪龙船的水文资料采集室中,安装了可以用来探寻磷虾以及其它极区水生动物的鱼探仪.鱼探仪工作时首先由某种传感器发射信号,信号在水域里传播.当发射出去的信号在水中传播,碰到不同于水的介质(这里主要是鱼群、海底岩石等)时一部分信号会沿原路反射回来被传感器接收到,由此便可以确定水底的构造、水深、鱼群位置、鱼的大小等.
分析鱼探仪工作时传感器发出的是超声波,超声波的频率比较高,人耳一般听不到,它具有方向性好,在水中传播距离远等特点,常用来测距、定位等.又由于声音的传播是需要介质的,因此它不能用于天体间距离的侧量.
应用到的物理知识有:超声波的特点和性质、声音的传播条件、回声定位.
2特种钢
破冰船船体一般使用特殊的低温高性能的钢材制成(雪龙船使用的是E级特殊钢),并且在船首、船尾和吃水线附近进行了额外的加厚.
分析当雪龙船破冰航行时,船体会对冰块产生巨大的撞击力,根据力的作用是相互的,冰块也会同时对船体产生同样大小的撞击力,这就要求船体材料必须具有足够大的硬度.要耐撞,一般的钢材是很难胜任的.
应用到的物理知识有:力的作用是相互的、材料的物理属性(硬度).
3抗冰漆
雪龙号船壳涂有特殊的涂料,当水滴接触到该涂料表面时,会因为涂层的渗水作用(反映材料耐水渗透的性能,也
雪龙船的被困牵动着全国亿万人民的心,也引起了全世界的极大关切.直至1月7日,雪龙船所在海域风向发生变化,边缘冰有松动现象.当天下午,雪龙船自主脱困,驶向清水区.那么雪龙船到底是一艘什么样的船?它又是如何自主脱困的呢?
首先介绍一下雪龙号的基本情况.雪龙号(图1)是1993年3月25日,由乌克兰赫尔松船厂建造下水的极地运输船,经过初步的改造成为我国目前唯一的极地科学考察破冰船.雪龙船的总排水量21250吨,船长167米,宽22.6米,满载吃水9米,最大续航能力为12000海里.最大航速17.9节,抗风能力为12级以上,能以1.5节的速度连续破1.2米厚的冰(含20 cm的雪).核定乘员128人. 船上拥有较为齐备的导航仪器设备和气象观测设备.为船舶的安全航行和科学考察提供服务.那么,雪龙船与一般的船只相比有什么特别的地方呢?
下面,本文就从八个方面介绍一下雪龙船的特别之处,并从物理的角度加以分析.
1鱼探仪
我国在雪龙船的水文资料采集室中,安装了可以用来探寻磷虾以及其它极区水生动物的鱼探仪.鱼探仪工作时首先由某种传感器发射信号,信号在水域里传播.当发射出去的信号在水中传播,碰到不同于水的介质(这里主要是鱼群、海底岩石等)时一部分信号会沿原路反射回来被传感器接收到,由此便可以确定水底的构造、水深、鱼群位置、鱼的大小等.
分析鱼探仪工作时传感器发出的是超声波,超声波的频率比较高,人耳一般听不到,它具有方向性好,在水中传播距离远等特点,常用来测距、定位等.又由于声音的传播是需要介质的,因此它不能用于天体间距离的侧量.
应用到的物理知识有:超声波的特点和性质、声音的传播条件、回声定位.
2特种钢
破冰船船体一般使用特殊的低温高性能的钢材制成(雪龙船使用的是E级特殊钢),并且在船首、船尾和吃水线附近进行了额外的加厚.
分析当雪龙船破冰航行时,船体会对冰块产生巨大的撞击力,根据力的作用是相互的,冰块也会同时对船体产生同样大小的撞击力,这就要求船体材料必须具有足够大的硬度.要耐撞,一般的钢材是很难胜任的.
应用到的物理知识有:力的作用是相互的、材料的物理属性(硬度).
3抗冰漆
雪龙号船壳涂有特殊的涂料,当水滴接触到该涂料表面时,会因为涂层的渗水作用(反映材料耐水渗透的性能,也