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航空母舰的甲板用什么材料制造的?
梁老师说事为您回答这个问题。
过去航母的甲板是木头板子,现在航母的甲板是钢板。当然这个钢板可不是什么普通的钢板,而是一种特种合金钢。
就这种合金钢在2013年之前,全球仅仅只有两个国家可以制造,一个是美国,另一个是俄罗斯。
如今在这个航母合金钢领域中,又多了我们一家。
那么这种合金钢有什么特殊之处呢?说一组数据就明白了。
在航母上最薄的地方,采用的合金钢,使用在了舱室通道的顶层甲板上,连二十毫米的厚度都没有。
最厚实的地方,就是航母的甲板,但这个地方甲板厚度最多也就五十毫米,其他普通的地方厚度也就在三十到四十毫米之间。
(注:装了装甲的地方不算,这个地方的厚度可以达到三百三十毫米)
所以航母上采用的合金钢给人最直接的震撼就是她的厚度,如此薄的厚度,支撑起了舰载机的起飞和降落。
要知道如今被称为优秀的战斗机,个顶个的重,体重不到三十吨的,都不好意思出来表示自己是主流战斗机。
这么重的分量放在甲板上什么也不动,三个轱辘给航母甲板的压强也是大得惊人。
而舰载机降落的时候,是在加速的情况下狠狠拍在航母甲板上,再由阻拦索钩住舰载机实施降落的。
又是三十吨,又是全力加速,又是拍在甲板,这要是一般的钢板,舰载机落到甲板上,就已经变成了一个大窟窿。
而航母甲板对于这种事,司空见惯了,平常训练的时候,都得砸这么几十下,要是遇到实战的情况航母甲板被砸上百下都是稀松平常的一件事。
而不到五十毫米厚度的航母甲板,全部都能撑过去。
所以不到五十毫米的厚度,就已经是航母甲板非常惊人的一个数据了。
说道这里问题就来了。航母的甲板为什么就制作不到五十毫米的厚度,难道加厚一点不好吗?非要给自己找麻烦?
还真就不好。
做个简单的例证。
话说航母的动力确实强大,尤其是核动力航母的动力,十几吨的排水量依然能跑出三十节以上的速度。
但航母上的重量也是很精贵的。
不说别的,美国的尼米兹航母其实在当下技术还是相当不错的。
但美国依然推出了他们的福特级航母。
当然了,美军推出福特级航母的原因有很多,但其中有一条就是,现在尼米兹级航母上的排水量已经被挤占一空。
美军想要在尼米兹级航母上,做些试验,或者加装一些装备已经变得非常的困难了。
所以美军在打造福特级航母的时候,就要求建造方,给美军预留出3%到8%之间的排水量,给未来的美军使用。
这也是为什么,福特级航母要比尼米兹航母大很多的原因之一。
所以航母上使用的钢板能够消减哪怕是一分,对于航母来说,战斗力都是唰唰的往上涨的。
用数据来说解释会更加的靠谱。
以尼米兹航母为例,这艘航母的甲板光一个飞行甲板的面积就接近了两万平方米,舰岛和升降机全部算上,差不多就有两万五千平方米的面积。
那么就以飞行甲板的厚度为例,将其直接增加到三十厘米,最终增加的重量就要达到六万到七万吨,多出了五万吨左右的重量
要知道一艘大型航母的排水量也就是六万吨以上。
所以光一个飞行甲板的厚度增加之后,用掉的钢板重量就已经毕竟一艘大型航母的排水量了。
那么航母的作战效能势必会被减弱。
同时因为重量增加,航母想要跑出三十节的作战速度就别想了,慢悠悠的航速,直接将这航母当成运输船就完了。
再有一点,航母甲板使用的钢材如果厚度太大,如何去焊接呢?要知道,如今的舰船,焊接是最为普遍的一个制造技术。
所有的现代化军舰,基本上都是使用分段式建造的,这种分段式建造,不仅有舱壁分段,甲板分段,还有上层建筑分段等等。
除了这些分段建造的部分,航母的甲板以目前的技术是没有办法,直接锻造出一整块的甲板,依然是一块块块钢板焊接出来的。
要知道,在航母的建造过程中,焊接工作,占据了整个航母建造工作的三分之一。
那么在焊接工作中,四十到六十毫米的焊接,其实已经属于超厚钢材的焊接了。
这种厚度的焊接,并不是在日常生活中看到的那种,拿着一根焊条,刺啦刺啦地蹲在哪里焊接。
而是先将焊接口用焊接料给塞进去,然后使用电弧将这些焊接口中的焊接料进行加热。
当焊料彻底融化之后,这两块钢材焊接并没有完成。
要知道飞行甲板是要承受三十多吨重的舰载机加速拍上去的力度,简单的一道焊接根本没有办法保证焊接缝的强度。
所以了为了保证焊接的地方强度上去,这种塞入焊料使用电弧融化焊接料的工作,要前后进行五到十道的反复焊接,这才算是完成全部的焊接工作。
如果钢板达到了三十厘米的厚度,这种焊接工作将是一种怎么样的工作量。
关键是越厚,焊接的难度就越大,根本就没有办法保证焊缝的结实程度。
关于这一点,最后再说一句,要知道目前一块航母钢材她的宽度是五点五米,长度达到了四十米。
非常巨大的一块钢板,当然这也是为了减少焊接的工作量,所设计的大小。
这么大一块钢板,厚度变成三十厘米,想想它恐怖的重量,这会带给焊接工作怎样的难度。
而一艘航母像尼米兹那样的排水量,飞行甲板就已经毕竟两万平方米了。而普通小一点的航母飞行甲板都在一万五千平方米以上的。
所以在航母上使用的甲板钢材,能造的多薄,就要造的多薄,这是没有办法的事情。
当然了,别看航母甲板采用的刚才是很薄,但各方面的能力是相当突出的。
航母钢材的特点。目前战斗机不光是重量,尾部喷射出来的火焰,不是红丢丢就是蓝汪汪,这代表着舰载机喷出的火焰高达非常高。
一旦开了加力,温度往往高达一千五百摄氏度以上,不开加力都在一千摄氏度左右。
所以一般的钢板在这种火焰的喷射下,时间一长就会红透了。
不说人站上去是什么感觉,飞机轱辘再耐高温,也受不了这温度的。
其实这些还不算什么?要知道航母是活动在大海之上的。
海面上的湿度很高的,如果遇到没有风的天气,温度更是高得惊人,人都没法在甲板上活动。
所以航母甲板其实是处于高湿,高热,在加上海水的盐度,高盐的环境中。
这种环境最可怕的地方就是对钢铁有着极强的腐蚀性。
所以航母甲板的钢材中,还要添加各种微量的元素。
而这种微量的元素,种类一样,含量不同表现出来的特性也是不一样的。甚至是种类一样,含量也相同,在加工的过程中,温度有些许的差别,或者是炙烤的时间差上那么一丢丢的时间,表现出来的特性也是不尽相同的。
话说道这里,其实已经很好理解了。
别看航母甲板一块块钢材大得惊人,看起来特别的笨重,给人感觉没什么技术含量似的。
其实并不是,这也是为什么,世界上能够生产航母用的甲板钢只有有数的几个国家。
这其中包含的能力是相当大的。
其实这个邻域叫做材料学,材料学这个东西不是说依靠发明创造就可以得到东西,而是需要长年累月,对各种材料的数据收集和积累的基础上才能获得的一个能力。
在这里必须说一下航母使用钢材的一个缺点。摩擦力,想要让舰载机更快地停下来,就必须让舰载机和甲板之间的摩擦力增大,这样会减少阻拦索的力道。
而这个缺点但凡是钢材都是无法提高摩擦力的,因为任何钢材的表面,是无法做到增加摩擦力的,钢材的表面会是光滑的,带了毛刺的话,飞机的轮胎都能扎破了。
那么初中的知识就学习过了,想要增大摩擦力,就需要增加压力,增加两个物体之间的表面的粗糙程度。
这个时候,就需要对甲板钢材的表面进行处理了,喷上一种特殊的甲板涂层。
这种东西其实就是三氧化二铝和硫酸钡,再添加一些其他东西调制而成的东西。
据说这些东西涂抹倒甲板上,可以将摩擦系数提高0.7以上。
而人走在这些喷涂了涂层的甲板上,感觉像是走在了地毯上,这也会给在甲板上的人员提供一个很好的安全保证。
毕竟在航母上工作,万一掉海里,这可是一件相当麻烦的事情。
航母作为一种体积庞大的军事装备,想要让它停下来,掉个头,这难度绝对高。
这得启用直升机去救援才成。
当然这都是题外话了。
其实航母使用的钢材还有一个特点,很多人都忽略了。什么特点呢?
生活的常识让人们都知道,磁铁是会吸引铁的,甚至是吸在铁上需要很大的力量才能将磁铁扒下来。
而且磁铁的定义都是,能够产生磁场可以吸引铁,钴,镍等物质的东西。
依据这个原理,人类就开发出了磁性水雷这种大杀器。
一般情况下,军舰其实就相当于一个大磁铁,为什么会这么说呢?
在生活当中,其实有一个现象很多人没有注意到。
比如螺丝刀在被敲击之后,就会带上一定的磁性,具有了吸附小螺丝钉的能力。
在这里就不解释这个原理。
那么军舰在建造的时候,这种敲击是天天在发生,而且可以说是不会中断的。
所以一般情况下军舰出厂之后,都是带有磁性的。
再加上地球本上就是一个大磁体,在地磁场的加强下,军舰的磁力又会进一步的加强。
所以磁性水雷遇到军舰,就会主动的贴上去,进而攻击军舰的。
除了磁性水雷之外,还有其他磁性攻击武器。
那么一艘航母如今的造价,一代比一代高。
就拿尼米兹级航母来说事,一艘六十多亿美元,倒了福特级航母就已经追加倒了一百三十亿了。
这么贵的武器装备,被一枚磁性水雷攻击了,这也太心疼了。
所以航母使用的钢材,还要有一个特点就是磁性为零。
哪怕是航母使用了很多年,它使用的钢板依然要保持磁性为零的特征。
所以这一个特点,又把航母钢材的难度提上了一个大的台阶,一般的技术积累,还真就破不了这个特点。
说到这里,问题来了,那么有没有可以替代航母甲板的材料呢?这个想法其实很好,在航母经历的这一百来年的时间当中,还真有想用其他的材料代替航母甲板。
比如在二战中,日本的信浓号航母。
当时在中途岛战役中,日本一口气就被美军用无谓式俯冲轰炸,炸掉了三艘重型航母。
而且还是在十分钟之内做到的。
所以日本就认为,航母的防御力太过薄弱了,必须增加航母的防御力,防止再出现,美军轰炸机用俯冲轰炸的模式,将炸弹穿透几层甲板,在航母内部爆炸的事情发生。
于是日本就将信浓号航母的飞行甲板装上了七十五毫米厚的甲板装甲,除此之外,他们还为飞行甲板覆盖了一层二百毫米厚的钢骨水泥。
所谓的钢骨水泥,说到底其实就是钢筋混凝土。
这信浓号航母造出来之后,日本还是非常有信心的。
要知道在当时,信浓号航母可以说是巨舰,是当时世界上排水量最大的航空母舰。
在1960年美国的小鹰级航母出现之前,它都是最大的航母。
结果信浓号航母,在第一次正式试航,开出去也就二十个小时之后,就被美军给击沉了,忽忽悠悠的就沉入了大海。
这就让信浓号航母,成为了世界航母史上最短命的航母。
那么今天就到这了,喜欢的话,点个赞,再加个关注,方便以后常来坐坐。
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