航母甲板鋼全球僅2個國家能造且禁止出口,這家國企成功掌握
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航母素有”現代海上工廠”之稱,它集各種高新技術和工業製造於一身,是一個國家綜合國力的象徵,我國有漫長的海岸線,衆多的島礁,廣袤的海洋國土和四通八達的海上航線,爲了維護國家主權,中國必須發展航母。
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航母鋼板有哪些種類
而建造航母的核心,就是航母鋼板,每艘航母最少要使用5萬噸或更多的鋼板。2003 年服役的里根號航母甚至使用了 70,000 噸鋼材,大型航空母艦需要的鋼板品種規格繁多,一般可分爲船體板、裝甲板及結構板三大類。
爲了防止轟擊魚雷和潛艇導彈,船體板的水下部分由150-203mm厚製成,也被製成雙層或三層船體。當外層損壞時,內部船體功能仍將保留並且不會下沉。
而裝甲板主要用於防彈和核心部件。例如,指揮官是全艦的指揮官。它由裝甲板保護,是航空母艦最厚的部分。最大厚度爲330mm。
其中,航母用鋼板要求最高的是結構用鋼板。結構板主要用於飛機跑道(飛行甲板)、隔倉及船體結構等,尤其是甲板鋼,要求最高。
甲板鋼要求究竟有多高
二戰之後的航母和之前的航母,有着本質性的區別,其中最大的區別就是飛行甲板,二戰時期航空母艦所採用的直通式甲板存在着明顯的缺點:不能爲着艦飛機提供安全復飛的條件,一旦飛機着艦失敗(比如着艦尾鉤未能鉤住攔阻索),勢必會衝撞前方停機區的飛機,引發火災、爆炸。
1951年8月7日,英國皇家海軍資深專家丹尼斯·坎貝爾( Dennis Cambell)首次提出了斜角甲板的設想。向左船舷偏轉10°並配有4條攔阻索的斜角甲板,不僅能隔開艦艉的降落區與艦艏起飛區、停機區,彼此互不影響,而且也使着陸和發射操作能夠同時進行,而不是交替進行;它還可以更好地處理噴氣動力飛機的更高着陸速度。
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這樣的設計也對飛行甲板的鋼鐵提出了更高的要求,現在的艦載機都是20-30噸,這就要求其能夠承載30噸艦載機起飛和降落的沉重衝擊,還要能夠耐高溫,承受噴氣式飛機高達幾千度的火舌的烘烤,所以需要特別抗氧化和抗離子侵蝕。另外,拼焊飛行甲板的鋼板面積越大,焊縫數量就越少,這樣才能提高甲板整體質量。爲提高航母的機動性,增加航速,需要減輕船體重量,降低重心,使船體更加平穩,還要有足夠的防彈能力,這些都需要高強度高韌性的甲板鋼進行保障。
甲板鋼的要求這麼高,最變態的還是飛行甲板的厚度不能太厚,一般是50毫米。因此,對甲板的抗衝擊力、抗扭曲力的要求就非常高,外航母甲板還要有抗敵方穿甲彈攻擊的較強能力。所以航母甲板鋼屈服強度MPa(兆帕)(屬材料發生屈服現象時的屈服極限,也就是抵抗微量塑性變形的應力)更是要求在550MPa以上。
而且核動力航母發明之後,還要能夠保護船員免受機載核反應堆產生的輻射,並承受衝擊炮彈和其他射彈。
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世界上僅美俄掌握
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在中國之前,現代航空母艦飛行甲板所採用的特種鋼只能美國和俄羅斯能造,而法國和日本的特種鋼屈服強度較低只有450MPa-550MPa左右,並不適合用在航母甲板上,法國的戴高樂航母採用的就是美國的特種鋼。
英國比較特殊,它有兩種航母,無敵級航空母艦是一種搭載短距/垂直起降飛機的小型航空母艦 ,不再需要龐大笨重的蒸汽彈射器和攔阻裝置,而且也不需要設置200米以上的供飛機起飛降落的跑道。 雖然設計大爲簡化,但是搭載的艦載機數量實在是有限,所以作戰能力也極爲有限,
而伊麗莎白女王級航空母艦是短距滑躍起飛垂直降落的雙艦島多用途航空母艦,只能滑躍起飛, 這種起降方式無法搭載固定翼預警機,作戰能力受到較大限制,因此僅有英國1個國家採用。
而這樣的滑躍式甲板設計也導致了伊麗莎白女王級航空母艦對甲板鋼的屈服強度要求不高,所以英國採用的法國的軟鋼。
其實在英國最初的設計稿中,尤其是飛行甲板佈局設計上是非常具有創新力的,但是受限於沒有錢,所以才搞了這樣的一個半成品。
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美國航母的高強度結構用鋼已經從最初的 HTS 鋼及 HY 鋼發展到現在的 HSLA 鋼,其屈服強度值從 352 MPa 到 903 MPa 共 5 個等級。
财联社10月23日电,卡塔尔能源公司(QatarEnergy)与意大利油企埃尼集团签署了为期27年的向意大利供应液化天然气的协议。
HSLA 鋼是美國最先進的特種鋼,即高強度低合金鋼,這種鋼工藝性能好,有良好的焊接性;此外,它們的應用還能顯著降低航母自重並提高結構的抗損能力。HSLA 系列鋼中碳和碳當量都很低,保證了高強韌化水平和優異的抗氫致開裂性能。在 HSLA 鋼中,銅和鎳是主要合金元素,改善了鋼材在海水中的耐蝕性,提高了鋼材的耐磨性。此外,比起HY 鋼,HSLA 鋼提高了防彈效果;採用HY 型焊接材料焊接時,HSLA 鋼的熱裂抗力及冷裂抗力都優於 HY 鋼,而且預熱成本較低,焊接成本可降低 50% 以上。
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而俄羅斯的AK系列鎳鉻加鈦合金鋼是世界上屈服強度最高的材料,可達1000MPa,除了用來製造航母,還用來製造需要深潛的核潛艇。
鞍鋼攻克甲板鋼技術
美國一直以來反對中國製造航母,對於特種鋼技術,一直都對中國採取封鎖打壓禁運的方式,中國曾經向俄羅斯購買過特種鋼,遭到了拒絕,中國負責攻關航母所有用鋼的是鞍鋼,這其中就包括了難度最高的甲板鋼,爲了攻克這項技術,中國鞍鋼集團花費三年時間研發。
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爲了鍛造國產航母的甲板鋼,鞍鋼打造了世界最寬的軋機,擁有世界頂級的軋製能力。高達10萬噸的下壓軋製力,可以軋製寬度5.5米的鋼板,軋製長度可達40米以上。是當之無愧的“軋機之王”。
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2013年,我國首艘國產航母上的甲板鋼,就是在這裡生產下線,而這也標誌着中國掌握了甲板鋼的鍛造技術,是世界上第3個掌握甲板鋼技術的國家。
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中國首艘國產航母的誕生,離不開鞍鋼的努力,鞍鋼集團爲這艘航母供應了70%的剛纔,其中包括甲板鋼、球扁鋼等關鍵型號鋼材。
而在國產航母之後,鞍鋼還將繼續加大研發,,不斷提升型材、厚板熱處理能力,提升了艦船用鋼生產製造能力。
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