航母能如此抗揍,它的钢板真有5米厚?中国航母特种钢有多难造?
访客 2021.10.28 77943 0
经常有人觉得,航母要搭载这么多舰载机,要在海里远航,要承受敌方的炮轰,建造航母的钢材一定很厚很结实,甚至有人主观臆断认为航母的钢板有5米之厚。本文将从航母的内部构造、航母钢板到底有多厚、我国研制航母特种钢的心路历程,这三个主要方面为你解答航母特种钢板真实情况。
航母的内部构造
我找了一张美国尼米兹级的航母横截面示意图供大家参考。图中标注了航母舰内部的构造,图中灰色粗线条的部分就是隔断每个舱室的钢板。
尼米兹级航母飞行甲板长332.9米,宽76.8米,型深30.64米,吃水11.5米左右。从图中可以看出,舰内一共有9层,隔断的钢板就有10层,如果每层钢板5米,光钢板加起来就有50米,比整个航母的型深还要长,这显然是不可能的。
为什么觉得航母钢板有5米厚
觉得航母钢板有五米的人除了主观臆断以为,极有可能是将飞行甲板的厚度误认成了甲板钢。而且飞行甲板在设计时会使用包边,让飞行甲板从外观上看起来很像一层厚厚的钢板,再根据外观比例推测出这层"钢板"有5米。
其实这也不能怪他们会有这样的推测。毕竟航空母舰在我们心目中就是一个庞然大物,而且谁也没见过没摸过,难免会闹一些乌龙。
那么航母钢板到底有多厚呢?
航母不同部位对钢材的要求、厚度、种类都是不一样的。
船体分为入水和不入水两个部分
入水部分称为舰底,钢材要求极为严格,不但要能抵抗鱼雷、导弹的攻击,还要能扛得住海水的侵蚀,所以常年入水的舰低部分钢板较厚,可以达到150mm—230mm。
不入水部分虽然不用常年在水里浸泡着,也会受到海浪的冲击,还要承受水压的变化。所以多使用潜艇耐压板,厚度在23mm—28mm之间。
内部结构钢材,内部钢材相对来说就比较薄了,尼米兹号的机库甲板厚度为38毫米,其余各层间的甲板厚度为4—18mm。
最厚的要属装甲钢,可以达到330mm,主要用在重要的防护部位,硬度也是所有钢板中最高的。
技术含量最高的要属飞行甲板钢材,美国的福特号航母的飞行甲板采用了HSLA(高强度低合金)钢板,约50mm,与尼米兹号飞行甲板使用钢材的厚度相似。目前世界上服役的航母甲板钢都在40mm—55mm之间。
飞行甲板上50mm的钢板,能够承受住舰载机来回的折腾吗?
别看甲板钢只有50mm,因为使用环境特殊多变,对性能要求可是非常严格的,航母甲板钢需要满足耐高低温、不变形、抗腐蚀、韧性高、强度高、版面大、抗磁这些要求。
航母作为舰载机的移动基地,要经常跟舰载机接触,而舰载机舰载机的重量一般在20—30吨,所以要求甲板钢版面大,不变形,高强度;而舰载机起飞时喷出的气焰可能到达上千度,所以要求甲板钢耐高温;海面上的温度变化也比较大,平均变化在-0.7~30℃之间,而且经常会遭到巨浪击打,所以甲板钢的抗低温能力、抗腐蚀能力也很重要;为防止被磁性水雷攻击、被磁力探测设备发现,所以甲板钢在制造时会减少碳原料来提高抗磁能力。
而且,过厚的钢材会降低船舰的重心,让船体不平稳,所以钢材越薄越好。就算钢材薄,也完全不用担心航母甲板的"抗造"能力。美国在2005年用"小鹰"号航母进行过抗击打能力实验,美国海军动用了鱼雷、反舰导弹、巡航导弹、自杀式小艇对这艘航母实施了25天的饱和式攻击,它依旧坚挺的行驶在海面上。世界上拥有航母的几个国家,他们的部分航母已经服役了十几年,舰体也没有出现太大的损伤。这就足以见得航母特种钢的抗造能力有多强。
我们都知道,山东号是我国第一艘自主研发制造的航母,从技术到材料都是国产,那么作为世界上少有的几个能够制造航母特种钢的国家,我国是怎么做到的呢?
我国生产的特种钢性能又怎么样呢?
我国研制航母特种钢的心路历程
我国第一艘航母辽宁号是将乌克兰的瓦良格号买回来改造的。但是当时的瓦良格号只剩一个躯壳,舰体内外的钢材都已经锈迹斑斑,需要几百吨的对称球扁钢进行修复,而中国当时还没有建造航母钢材的能力,美俄两国也不愿意向中国出口航母钢材,瓦良格号便陷入僵局停在了船坞里。中国只能硬着头皮自己研发制造航母钢。
鞍钢集团的挺身而出扭转了局面。鞍钢集团被誉为新中国钢铁工业的摇篮,在船舶、国防、汽车、铁路、家电等领域都有鞍钢制造的身影。1956年,新中国做出了在南京建设长江大桥的决定,但当时符合设计要求的桥梁钢在国内还是空白,国务院当时把生产建设桥梁钢材的重任就教给了鞍钢。他们在那时就顶着巨大的压力完成了任务。如今鞍钢在港珠澳跨海大桥工程中提供了17万吨桥梁钢。
所以,即使这种填补空白的艰巨任务再次落在鞍钢头上,他们也没有畏惧。仅用了一年半的时间,鞍钢就为辽宁舰提供了200吨的航母用钢。后来,中国开始计划自主研发自主制造航母,鞍钢又迎来了新一轮的挑战——研制航母甲板钢。当时,他们能生产的钢材大小仅仅是甲板钢的四分之一,而且甲板钢是所有航母特种钢中最难造的,还要满足甲板钢的多种性能要求,可谓是难上加难。
经过鞍钢人不眠不休地研究,终究还是造出了符合要求的甲板钢。也就是在这时,"轧机之王"横空出世,鞍钢为甲板钢配备了世界上最宽的5.5米宽厚板轧机。这台轧机是一重集团与德国SMS公司联合设计,由一重独立制造完成的。拥有世界上最顶级的轧制能力,可以轧制的单板尺寸到达5.5米×40米。这台轧机已经达到了德国、日本的工业水平。
目前,能够独立制造航母甲板钢的国家用一只手就能数得过来,但是能够称得上高性能钢材的只有美国和俄罗斯两国。但是鞍钢只用了几年的时间就攻克了特种钢难题,山东号上除了技术要求较低的结构钢之外,其他所有特种钢都用的是鞍钢生产的钢材,包括甲板钢。鞍钢制造特种钢的水平已经到达了世界前列,相信有一天也能造出能与美俄媲美的甲板钢,让未来的航母更胜一筹。
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