砕氷船
ローレンス・M・グールド
ナサニエル・B・パルマー
砕氷船は北極海や南極海、凍結河川などの高緯度地域での氷水面で活動するために、船体や推進器に特別な設計が取り入れられている。
砕氷船は「ラミング」(Ramming、ラムで突いて押し込む)と呼ばれる前進方法を採ることがある。スクリュープロペラが生み出す前進推力が砕氷によって阻まれ船体が停止した場合に、一度後進をかけて後ろへ下がり、改めて全力前進によって氷を砕き、これを何度も繰り返して航路を開く方法である。「チャージング」(Charging) とも呼ばれる。
初期には外輪によって氷を砕きながら進む砕氷船や、米国や欧州の砕氷船のように船尾だけでなく船首にもスクリュープロペラを備えて氷を砕くことに利用する船もあった。21世紀の現在では船尾にのみスクリュープロペラを備える砕氷船だけである。
スクリュープロペラに氷塊が接触してプロペラ先端が氷をらせん状に刻んでゆく「ミリング」(Milling)と呼ばれる状態になると、氷を削る「アイストルク」分だけエンジンや電動機による回転力が減殺されて回転数が低下し、アイストルクがプロペラ駆動力を上回れば回転が停止して推進力が奪われる。このため、ミリングに抗して回転を持続するためのアイストルクを上回る強力な動力機関が必要となる。
砕氷船の特徴としては頑丈な船体と氷に乗り上げて割るのに適した船首や幅広な中央船体、氷の圧力を下方へ逃がすための船底の特殊な形状、そして強力なエンジンを持つのが一般的である。
大型船では船内で発電した電力を使って推進用の電動機を駆動する電気推進システムを採用する船も多く、これは内燃機関や蒸気タービンの回転力をそのまま推進器に与えるよりも、電動機の方が低回転数時の発生トルクが大きいため、氷をゆっくりと割って低速で進む砕氷船に適しているためである。また、割った氷と船体表面の摩擦を軽減するため、船底に特殊な塗料を使ったり、海水を放水したりすることがある。
極地探査用の船では特に砕氷能力が強化されており、船体を前後左右(ピッチング・ローリング)に傾け氷に乗り上げ重量で割る機能も持つ。船体を傾ける方法としては、燃料タンクを前後左右に分散しその間の燃料の移動で行うというものが多い。
今日、優秀な砕氷船を多数保有しているのは、北極海やオホーツク海など氷海に面した多くの港を持つロシア連邦である。原子力砕氷船も複数保有している。