有时,破冰船会遇到更厚更结实的冰层,当破冰船压到冰面上时,冰层并不破裂,而只是往下沉陷,使破冰船搁在冰上,船身夹在中间,即使开足马力也不能动弹一步。遇到这种情况,就要用摇摆的方法把破冰船从冰围中解脱出来。为了使破冰船能够自己摇摆,在船中部沿着两舷设置了摇摆水舱,它一方面可储藏锅炉用水和食用淡水,一方面在舷部受损伤时,可以保护船体不致漏水而下沉,第三个作用就是帮助破冰船摆脱困境。当破冰船给冰层夹住以后,只要很快地将一舷的水舱灌满,船就侧向一边,然后又将水抽入另一舷的水舱,船又侧向相反的一边。这样来回抽水,破冰船就左右摇摆,再开足马力,船就不难退出冰面了。
气垫船
早在100余年前,人们就提出一种设想:在船底与水面之间由一层高压空气生成一定厚度的气垫,使船体全部或部分露出水面,使船所受阻力大大减小,航速大大提高,但是,由于没有完善的气垫理论做指导,又值当时的工业水平尚不具备制造轻型、大功率发动机的条件,从而使这种设想无法实现。
20世纪50年代初,英国人考克雷尔等人首创了较完整的气垫理论。该理论认为:如果利用升力风扇将压缩空气打入气囊,并从船体周边的射流喷口射出而形成气垫,就可以将船全部“抬”出水面。1956年英国造出了试验气垫船,1958年又建成了第一艘有人驾驶的气垫船“SRNI号”。这艘气垫船长9.1米,船宽7.3米,总重3050千克,装配有一台功率为320千瓦的航空用驱动风扇活塞式发动机,1959年7月,考克雷尔乘坐这艘气垫船进行横渡英吉利海峡的处女航获得成功。1960年,英国人又对“SRNI”气垫船进行了改造,在它的底部周边装上了柔性围裙,从而解决了气垫船走向实用化的关键技术问题。由于采用了柔性围裙,就像在刚性的轮子装上轮胎一样,增加了刚性的船体与地(或水)面之间的距离,从而使气垫船能在波浪上或在崎岖不平的陆地上航行。同时,柔性围裙的作用能使高压空气漏失量大为减少,可节省很多的飞升功率。
20世纪60年代以后,气垫船的迅速发展,越来越显示出它那独特的优越性。首先,它具有两栖性,既能在水面上航行,还可以在急流险滩、草原、沙漠、沼泽地、浅水区或冰封的海面上行走自如。由于气垫船采用了柔性围裙,提高了船体和航行表面的有效高度,所以它具有良好的通过性,所谓通过性,就是在一定航速下气垫船可以飞越一定跨度(约为气垫长度的0.3倍左右)的壕沟,跨过一定高度(一般为围裙高的0.7~0.8倍左右)的垂直障碍,还能爬上一定角度的斜坡,跨越一定高度的陡坡。它具有良好的快速性,其最大航速一般可达60~80节,有的可高达100节以上。另外,它不需要特殊的码头设备,停靠、启动等都非常方便。
因此,在民用运输方面,气垫船可作为短途的客车、渡船、交通艇、救护船和供应船等;在军事上可用作导弹快艇、登陆艇和反潜巡逻艇等。由于它的低磁性和有气垫使它与水相隔开,使它可以安全地通过水雷封锁区而免遭损坏,所以它也是有效而理想的反水雷舰艇。
气垫船按照其船体结构、推进方式和航行状态的不同,可以分为两大类:全浮式气垫船和侧壁式气垫船,也有人把采用空气螺旋桨推进的全浮式气垫船,又称为全浮式两栖性气垫船,因为只有这种船具有名副其实的两栖性;而把采用超空泡水螺旋桨推进或喷水推进的非侧壁气垫船则称为非两栖性围裙式气垫船。而侧壁式气垫船因其外型特点是在两舷侧有明显的插入水中的刚性侧壁而得名,因此,气垫船也可以被分为三大类。
全浮式气垫船又称全垫升式气垫船,它的外形特征是在船底四周安装了柔性围裙,利用空气螺旋桨推进,它具有在水上高速航行的能力,最高航速可高达70节以上,除了能在水上航行以外,还能在草原、沙漠、沼泽地、冰封雪原等复杂环境中运行,因而得名两栖型。
英国是气垫船的发祥地,英国政府十分重视这项新技术的发展,它已经成为英国造船业和国防工业中的一个重要组成部分。目前,英国已生产了许多性能良好的气垫船销往世界各地,是国际市场上全浮气垫船的主要提供者,例如200吨的大型客车渡船SRN4,最高航速达70节,可载客254人和30辆小汽车,作为横渡英吉利海峡的渡船已使用20多年,而且又进行了船体的接长等改装,是目前世界上最大的民用全浮式气垫船之一。
非两栖型气垫船的数量目前尚不多,它的特点是推进效率高,因此建造的吨位可以比两栖型气垫船大,而且在高速航行时噪音小,乘客也有舒适的感觉,但是它只能在水中航行,不能直接登陆。
侧壁式气垫船发展较迟,它是在全浮式气垫船的基础上发展起来的。它的外形特征除在两舷有刚性的侧壁插入水中之外,首尾装有气封装置以保持气垫,推进装置则采用水螺旋桨或喷水。由于它的部分船体浸在水中,阻力则比全浮式要大得多,但由于它的航行性能和经济性较好,又有利于提高气垫船动载能力,气垫船带有柔性的围裙,可使船在水上和陆上靠螺旋桨快速进行同时具备较高的航速和续航能力,所以在军事上很有发展前途,例如,用于装备大中型的战斗舰艇、军需补给船等。美国大力发展侧壁式气垫船的长处,拟将高速侧壁式气垫船用于装备反潜驱逐舰、小型航空母舰或海洋控制舰等。美国前海军作战部部长朱姆沃尔特海军上将曾断言:“如同核潜艇出现一样,高速侧壁式气垫船具有变革海战的潜力,值得引起海军特别重视。”
我国自1965年制造了第一艘全浮式气垫试验船“711艇”以来,已先后研制了多种型号的全浮式或侧壁式气垫船,并用于客运、交通、巡航和海上救护等。
目前,气垫船正向大型化发展,这样既增加了运载能力(全浮式向500~1000吨发展,侧壁式则更大),同时,也有利于全天候的航行。因为随着吨位的增大,即使在恶劣的气候和海况条件下,仍能正常运行,减少失速,而且适航性稳定,同时,更能适应酷热、严寒以及其他恶劣的自然条件。
同时,各型的气垫船也正向适用化方向发展,以求实现提高稳定性、舒适性、改善经济性、降低噪音、减少维护保养工作量。
随着现代科学技术的发展,气垫船技术将有重大的突破。可以预言,气垫船不仅成为未来海上舰艇的中坚,而且还将成为内河和海洋运输力量的重要组成部分。
水泥潜艇
俄罗斯海军正在研制的水下秘密武器——水泥潜艇让人感到颇为新鲜,它不同以往的金属潜艇。
由于水泥潜艇采用了独特的制造材料和结构设计,能达到迄今为止还不能达到的深度,同时具有令人惊讶的攻击威力,因此水泥潜艇被誉为“神秘的水下幽灵”。
水泥潜艇具有超越极限的潜水深度。此种潜艇以水泥为制造材料,能靠自身重量下潜到最深的海底,远远超过了普通潜艇1800英尺的下潜深度极限,水泥潜艇可以像寂静无声的野兽一样参战。
水泥潜艇独特的隐身功能颇令人注目。这种潜艇的水泥船体可以有效地吸收和散射各种电磁波,同时潜艇的推进系统采用了各种先进的“降噪”技术,大大降低了各种机械噪声,难以被敌方的各种声纳和电磁波探测器所发现。
它的优势还来自优越的动力及操作系统。此种潜艇以电池为动力,电池存储在水泥船体里。不同于常规潜艇的是,它没有重量限制大大扩充了潜艇的内部空间。同时,由于采用了各种最现代化的自动控制技术,它只需要最低数量的船员进行操作。
水泥潜艇神奇的航行速度让其他的潜艇望尘莫及。此种潜艇采用了独特的外型设计,在船体两侧设有滑翼,在潜艇向前行驶时能产生“升力”,使船体离开海底。同时,它还采用了一种先进的减少阻力技术,通过潜艇动力,在其前方产生气泡,使得潜艇在气泡中穿行,而不是水中穿行,因此,它具有能突破常规潜艇60节的速度极限。
它还具有威力巨大的攻击性能。由于此种潜艇可以潜到最深的海底,因此,发射鱼雷的角度远远大于其他种类的潜艇。
与此同时,在艇外的“监听分离舱”,可以严密监视水面舰只的活动。而且,它配备有当今各种先进的武器系统,其中包括一种特制的鱼雷,这种鱼雷的速度能达200节,比普通鱼雷快两倍,当敌方舰只受到这种鱼雷攻击时,几乎不可能发现,当然也就没有时间采取躲避行动了。
据悉,这种实验潜艇已经下水,预料它们会像第二次世界大战期间的德国潜艇一样,组成共同猎食的“狼群”,搜索和攻击目标。
地效翼船
1956年,前苏联著名的船舶设计专家阿列克谢耶夫领导研制的一种新型海上船舶在里海进行秘密试验。当这艘被西方称为“里海怪物”的船舶以时速400千米的惊人速度超低空掠过里海海面时,整个西方世界都被震惊了。一个新的海运时代,也就由此拉开了序幕。
这个“里海怪物”,就是前苏联出于军事目的而研制的世界上第一艘试航成功的地效翼船——KM“样板船”。
地效翼船是指在航行过程中,利用贴近水面或其他支撑表面时的表面效应,气翼上产生气动升力来支撑船重的动力气垫船。良好的耐波性,船与支撑表面气动联系,飞行过程中可随时升空或迫降的性能,是对地效翼船航行安全起保障作用的因素。
由于地效翼船有诸如航速高,两栖性,航行隐蔽性好,不易被雷达发现,在水面以上低空掠行,不易受到水雷、鱼雷等武器攻击等等优点,早就受到美国许多军事专家的瞩目。几乎就在阿列克谢耶夫开始潜心研究地效翼船技术的时候,美国即已展开这一课题的研究。洛克希德公司1960年即组织技术班子专攻这一项目。但是,美国地效翼船技术尚欠成熟,除了一些小型试验艇外,还没有造过大型的地效翼船。
水运业完成客货运输时船舶运力的增长,有赖于船舶航速的提高,而在现有的新一代船型中,速度最快的就是地效翼船。无论从何种指标看,地效翼船在运输效率方面的优势都是无可置疑的。