大家在洗澡时,可以做一下这个实验:洗完后不要走出浴盆,而是躺在浴盆里,打开浴盆的放水孔。随着身体露出水面的部分越来越多,你会感觉自己的身体好像越来越重了似的。你可以十分清楚地看到:身体在水里失去的重量当它一旦露出水面,就会马上恢复。这时候,你不妨回想一下,在水里的时候你是不是觉得自己非常轻。
在海水退潮的时候,鲸鱼如果不小心留在了浅滩上,它也会有同样的感觉,这对它来说是致命的,它本身巨大的重量会把自己压死。这就是鲸鱼要在水里生活的原因,因为水的浮力可以保证它的安全。
破冰船也是根据同样的原理工作的。由于没有被水的浮力作用给抵消掉,所以它露在水面的那一部分船身的重力没有发生变化,依然保持着自身在陆地上时的重量。读者们不要认为,破冰船在破冰时是利用自己船首部分的压力切断冰块的。真是如此的话,破冰船应该改名叫切冰船才更为合适。而且这种作业方法只有在遇到比较薄的冰时才起作用。
真正的破冰船在海洋工作时,采用的是另外一种方法。在发动破冰船上的功率强大的机器时,机器产生的动力能把破冰船的船头移到冰面上去。因此船头水下部分的形状也被设计得具有一定斜度。当船头出现在水面上的时候,它马上就恢复了自己的全部重量,冰就是被这个极大的重量给压碎的。人们有时还要将船头的贮水舱里装满水,也就是所谓的“液体压舱物”。这样就可以增强破冰的力量了。
在冰块厚度不超过半米时,破冰船就是采用这种方法作业的。如果遇到更厚的冰块,就要利用船的撞击作用来处理了。破冰船需要先往后退,然后用自己的全部重量猛撞冰块。这时候,破冰船就好像变成了速度不大但是质量很大的炮弹。在遇到厚冰层时,起破冰作用的是船的动能,而不是船自身的重量。
碰到几米高的冰山,要想把它撞碎,就需要破冰船利用它异常坚固的船头猛烈地撞击好几次才行。
水手马尔科夫曾经参加过1932年著名的“西伯利亚人”号破冰船穿越极地的航行。对于破冰船的作用,他是这样说的:
“西伯利亚人”号破冰船在几百个冰山中间——那些被厚实冰块覆盖的地方——“战斗”。连续52个小时,信号机上的指针一直在“全速后退” 和“全速前进”之间摆动。 “西伯利亚人”号急速向冰块冲去,用船头撞击它们。每撞击一次,船身就能向前推进
。它还爬到冰上用自身的重量把冰山压碎,然后再退回来。这样不断反复的海上工作一共持续了13班,每班4个小时。在“西伯利亚人”号的巨大威力之下,厚度达到0.75米的冰块被击碎了,道路被慢慢打开了。