Люди с момента появления первых пароходов, то есть судов, не зависящих от ветра, хотели как-то научиться ходить во льдах. Ведь многие моря и побережья Северного полушария зимой покрываются льдами, делая навигацию здесь невозможной. При этом судно — самый дешевый вид транспорта, на нем можно перевезти намного больше различных грузов, нежели, скажем, какими-нибудь собачьими упряжками, телегами или поездами. С одним исключением — во льдах суда ходить не могли.
Иногда лед их сжимал, ломал борта и топил. Иногда они вмораживались в ледяные поля и дрейф утаскивал их туда, куда шло подледное течение — и неизвестно, на юг ли, где льды тают и есть открытое море, или на север, в места, где экипажи ждала смерть то ли от гибели судна после сжатия льдов, то ли от голода и холода, когда кончатся топливо и съестные припасы.
Было необходимо научиться делать проходы для кораблей во льду. И все началось с буксируемых ледокольных лодок. Длинные и широкие плоскодонные лодки загружали на корме, чтобы нос был легким, и начинали их тянуть по льду. Начиная с носа лодка вылезала на лед, ее груз ломал ледовый покров своей тяжестью, куски льда убирались в стороны под лед, и за лодкой оставался очищенный канал.
Первое документальное свидетельство о применении такого вида ледокольных средств относится к 1383 году — в Голландии. К XVIII веку здесь уже повсеместно на каналах зимой очищались фарватеры именно так.
Человечество развивалось, и людям были необходимы суда, которые способны сами идти через льды и проводить за собой караваны. Во второй половине XIX века были различные предложения конструкции таких судов. Предлагали пилить лед и как-то его отталкивать, предлагали его взрывать. Были проекты разбивать лед перед носом судна тяжелой острой гирей, сбрасываемой на лед с высоты стрелы специального крана.
В 1834 году в порту города Балтимор (США) появилось судно «Assistance». Это был колесный пароход, имевший ложкообразный корпус и добавочно усиленные гребные колеса. Он был способен преодолевать лед толщиной до 30 см.
В 1864 году ледокол «Пайлот» пробивал каждую зиму лед между Кронштадтом и Ораниенбаумом. В конце XIX века в Финском заливе трудились 5 ледоколов типа «Пайлот» — «Бой», «Буй», «Луна» и «Заря».
В порту Гамбурга, начиная с 1874 года, в зимнее время обеспечивали навигацию ледоколы типа «Айсбрехер» («Ледокол»). И последний ледокол этой серии был списан в 1956 году.
Концепцию современного ледокола предложил Степан Осипович Макаров, российский ученый и адмирал Российского флота. Первый арктический ледокол, способный пробивать дорогу во льдах толщиной до 2 метров, был построен в 1899 году. Его паровая машина имела мощность 9000 л.с., борта были прочными настолько, что не повреждались льдом даже при ударе на полном ходу. На корабле были носовые, кормовые и бортовые балластные цистерны — чтобы при помощи механизмов можно было раскачивать судно даже во льдах.
Его корпус имел бочкообразную форму и был усилен так называемым «ледовым поясом» вдоль ватерлинии, а плоский нос позволял с разгона «влезать» поверх льдины, чтобы затем весом судна ее раздавить. Корпус, позволяющий надежно ходить во льдах, на чистой воде был немного валким, судно раскачивалось при сильном волнении.
Цикл работы во льдах был таков: опустошив носовые балластные цистерны и заполнив цистерны кормовые, с ходу наползти на льдину. Затем кормовые цистерны опустошаются, а носовые заполняются, корабль всем весом налегает на ледяное поле и продавливает его. Куски льда из-под корпуса расходятся в стороны от пробиваемого канала. Далее — небольшой отход назад, разгон и пробивание еще одного участка.
По этой схеме ледоколы работают вплоть до нашего времени. Меняются только размеры судов и типы их машин (ранее были только дизели, а уже больше 60 лет строят и атомные ледоколы), а форма корпуса и методика пробивания проходов во льдах вчерне была отработана еще на «Ермаке».
С 1959 года в истории флота началась эра атомных ледоколов. Реакторы этих больших кораблей дают значительно большую мощность, чем дизельные машины, а запас хода у них практически не ограничен. Атомные ледоколы в настоящее время есть только у России. Атомный и дизельный ледокольный флот России во много раз превышает количество ледоколов всех других стран мира. Но ведь и Северный морской путь есть только у России.
Современные ледоколы имеют длину корпуса от 150 до 200 метров, а суммарная мощность реакторов превышает 300.000 киловатт. Они способны ходить по льдам любой толщины (в Арктике максимальная толщина льдов редко превышает 2.5 метра) со скоростью около 20 км/ч (11 узлов). Методика работы на них когда-то была отработана на «Ермаке».