航母甲板上為什麼不能鋪瀝青或者直接做成水泥跑道?

用戶4340226440523


▼題主,你看,這是北京大興國際機場的跑道鋪設施工照片,這不是完整的跑道厚度就已經接近從地面到工人的膝蓋了。想象一下,幾層鋼筋混凝土鋪上來,這跑道的厚度起碼是幾十釐米。而現代航母甲板的厚度一般在5-8釐米之間,並且各國還在不斷優化甲板鋼性能,力求最大限度降低航母甲板厚度,減少死重。很明顯,使用水泥甲板要想獲得和鋼甲板一樣的性能,只能增加厚度,增加航母死重。


對於陸地機場來說,不用考慮機場機動,體積,重量和跑道厚度等因素,成本低廉,施工方便的水泥和瀝青的確是機場跑道的不二選擇。但是航母不一樣,為了給艦載機留出更多空間,為了保證航母能夠海上高速機動,為了能夠有還的適航性,航母需要的是厚度小,強度高,重量輕的甲板。現代艦載機重達幾十噸,再加上下降時的衝擊力,對跑道的要求非常高,如果使用瀝青水泥這種材料,明顯需要不斷疊加厚度,無法做到輕量化,影響航母性能。


瀝青水泥和鋼材作為航母甲板相比,除了厚度之外,還有幾個致命的缺陷。

第一,水泥凝固後不可變形,熱脹冷縮會導致水泥裂開。大家注意小區的水泥馬路就可以發現,每隔一段距離施工人員就會切割一條縫,完整的水泥馬路就成了一塊塊的。之所以這麼做,就是給水泥熱脹冷縮留出收縮縫,否則水泥很有可能在高溫條件下,因為體積膨脹而發生爆裂。地面上收縮縫隨便切,但是用在甲板上很明顯就無法把水泥甲板切成一塊塊了。

第二,水泥甲板無法安裝甲板設備。眾所周知,航母的甲板不僅僅是一塊單純的鋼板,還有各種信號燈,艦載機升降機,武器彈藥升降機,阻攔索,彈射器和導流板等設備。如果使用水泥作為甲板的話,根本無法在其內部設置複雜的機械結構。而且有著鏤空的位置,就算是市面上最高標號的水泥也強度不足,無法承受內部機械結構的運轉。比如阻攔索安裝的位置,其內部有著大量的液壓,滑輪設備,且這個位置正對機庫,甲板無法疊加厚度。如果使用水泥,或許艦載機降落時會將阻攔索連根拔起,水泥四濺。



第三,水泥需要長時間凝固和保養,不利於航母海上航行時進行甲板維護。最重要的是,水泥在損壞後,非常難以修復。航母是作戰武器,戰爭中難免受到攻擊,所以還需要便於維修。鋼是一種焊接性非常好的材料,在損壞之後,只要進行切割焊接,然後機械加工就可以將損壞的位置修復如初,甚至獲得更高的性能。但水泥不行,水泥的修復需要設置模具,需要長時間的凝固,而且修復後性能也不能恢復。
其實,在純鋼製甲板出現之前,大部分國家使用木製甲板。木製甲板有著防滑,輕,的特點,不過強度低,沒有防護能力,適用於進攻型艦隊航母。到了現代,艦載機也越來越大,越來越重,木質甲板的強度已經無法滿足艦載機的起降。隨著材料學的發展,鋼材的性能不斷提升,於是現代航母的甲板全部改用鋼材。瀝青水泥就算是再怎麼發展,其材料的性質就決定了它不可能具備延展性,不可能在薄的前提下還擁有高強度,所以瀝青水泥也就不適合作為航母甲板使用。


赤焰噠噠噠


我是薩沙,我來回答。

說兩個例子,你就知道為什麼!

90年代,蘇聯一架重型殲擊機在海上飛行時候,突然出現機械故障,就要墜機。

萬般無奈下,地面指揮中心發現了附近有一個廢棄的民用機場。

這個機場在西伯利亞,本來是用於民航小型羅旭阿亮飛機支線客運的。

後來乘客逐步沒了,機場也就廢棄了。

然而,傳承毛子的習慣,也就是隻要修建東西就捨得用材料,標準也高。

這個機場還是正兒八經用混凝土鋪設的,當時跑道狀況還很好。

其實就算不好,也只能死馬當作活馬醫,總體降落在海上還要吧。

因為俄國飛行員的技術過硬,迫降還成功了。

然而,第二天飛行員發現,整個機場跑道已經被破壞,混凝土塊到處都是,跑道碎裂的不成樣子。

為啥?這是迫降時因機械故障,飛機的姿態不對,果強大的尾噴氣流把跑道表層的混凝土塊直接掀開。

由此,這個機場徹底報廢,後來改用陸地將這架飛機運走。

其實,何談戰鬥機。即便普通民航客機也是很厲害的。

國外某第三世界國家,曾經購買了1架新式小型噴氣式客機。

第一次維修時,這群無腦黑人將客機轉移到機場外面,一塊有地磚的堅固水泥空地上。

這個空地本來是檢修螺旋槳飛機的地方。

結果檢修時啟動發動機,強勁的尾噴氣流就像水柱衝沙子一樣,將地磚一片片吹飛。

其中一塊擊中路過的清潔工,導致其腿部骨折,水泥空地也完全破壞。

由此可見現代化戰機,對於甲板跑道的要求是多麼的高。

航母甲板的長度比普通機場跑道要短太多,而且所有飛機都需要短時間內快速起降,跑道承受的壓力極大。

另外,飛機的尾噴氣流甚至噴焰,對於跑道是巨大的破壞。

美國最新的福特號航母甲板使用的跑道,要求一平方釐米的鋼板上可以承受近8噸的衝擊力。

大家想想這是什麼概念!

如果採用普通的水泥混凝土,估計只能起降1到2架飛機,跑道就廢了,航母也就成為廢鐵。

所以,對於航母甲板跑道必須使用特種鋼材,要求還非常的高。

資料中這麼寫:航母甲板用鋼要具有高強度、大板面、拒磁、高韌性、抗低溫(零下38℃)、高斷裂韌性、耐高溫不變形、抗腐蝕、防彈的特性。這與甲板的工作環境特點密切相關:承受戰鬥機起降的強大沖擊和高溫灼燒、防止被磁性水雷攻擊及磁力探測發現、抵禦海水腐蝕、保證飛機升降的質量、抵禦炮彈和炸彈的轟擊。

時至今日,幾乎所有國家都可以鍊鋼,包括一些第三世界國家都是鍊鋼大國,技術還頗為先進。

然而,世界上能製造航母甲板用鋼的只有美國、日本、法國、俄羅斯、中國等少數幾個國家。


薩沙


目前世界上可以自行建造航母的國家並不多,究其原因還是航母所需建造技術過高的緣故,所以說沒有點實力的國家根本造不出來航母。印度的維克蘭特號航母就是因為印度沒有航母鋼材及其他配套設備的製造能力,才導致它陷入了多次下水的窘境。航母對甲板所用鋼板的要求同樣高,這顯然不是瀝青或水泥跑道所能替代的。

(航空母艦)

航母鋼板指的是建造航母所用的高強度大寬厚鋼材,它屬於高強度特種合金鋼,需要具備很好的隱形、抗磁、高韌性,抗低溫等特性,同時還要有很高的屈服強度、高斷裂韌性、耐高溫以及抗腐蝕特性。航母甲板所用的結構鋼板,因為要起降各類艦載機,所需它的要求更高。

(全球現役航母的高強鋼主要是HY和HSLA兩大系列)

艦載機在起飛和著艦過程中,航母甲板要忍受極強的衝擊力和摩擦力,所以它的強度必須要好,而水泥和瀝青的路面,平時走走超載的大貨車都會被毀,更何況是20-30噸級的戰鬥機起降所產生的強大沖擊力呢?另外,航母甲板還要忍受航空發動機高溫尾焰的灼燒,不能發生變形,這點瀝青路面也做不到,畢竟瀝青路面連夏日的高溫都無法抵擋,更何況上千度的尾焰。航母甲板也不會太厚,而且鋼板上的焊縫也得越少越好,否則會影響航母艦載機升降以及航母的重心。普通高速公路的水泥地基厚度只有50毫米左右,如果這種路面降落蘇27之類的戰鬥機肯定會發生塌陷,沒有幾十釐米厚的瀝青根本不能滿足基本起降條件,但是這種路面放到航母上肯定不現實。

(艦載機著艦時的衝擊力很大)

(航母甲板還要可以忍受艦載機發動機尾焰的高溫)

(高溫暴曬會讓瀝青路面出現變形、融化的現象)

(航母甲板還不能太厚)

(起降戰鬥機的高速公路需要進行特殊強化)

從航母甲板的性能要求可以知道,瀝青路面不耐高溫,而且它和水泥路面的強度也不夠。即便航母採用了瀝青和水泥路面,戰鬥機的強大沖擊力也會很快讓路面出現損毀,進而引發事故。瀝青和水泥的路面肯定不能代替航母甲板,航母甲板技術要求和製造工藝要求非常高,能製造航母鋼材的國家都會將航母鋼材列入嚴禁出口產品之列。經過多年的努力,我國已經可以生產航母甲板所需的鋼材,這也成為了我國設計建造國產航母的重要基石。

(我國已經可以自行研製生產航母鋼材)


戰情解碼


瀝青材料和水泥材料根本無法滿足戰鬥機起降的需求,非但不能讓戰鬥機起降,反而會造成戰機磨損,釀成更大損失。瀝青和水泥是生活中很常見的建築材料,修路和蓋房都離不開它們。但這兩種材料有各自的弱點,瀝青的問題是熔點太低,溫度稍微高一點就會融化。水泥強度不夠,容易變形。

不管是艦載機,還是機場起降的戰機,發動機的尾噴溫度都極高。把生雞蛋和生肉放到距離發動機尾噴不太遠的地面上,都可以直接烤熟食用。如果有人員在這附近,會重度燒傷。瀝青即使鋪的再厚,也肯定會燒的凹凸不平。

水泥雖然堅固,但它局部承壓能力一般。如果是重型戰機(32噸以上)和中型戰機(30噸左右)降落在一般水泥地上,經過的地方會直接壓碎,留出一道痕跡。這還是地面降落,不是航母甲板降落。

航母降落的衝擊力遠大於地面降落,為了避免飛機出現問題。艦載機的起落架都比陸基起降戰機的厚實,飛機本身也經過重新設計,儘量減少連接點,提高整體性。如此一來,飛機在衝擊的過程中才不至於出現內傷。

艦載機衝擊甲板的一瞬間,產生的力足夠撞彎大部分厚鋼板。為了滿足航母的需求,必須專門研發航母專用鋼材。這種材料既能夠抗海水腐蝕,也能抗鹽鹼。同時不易附著雜物,便於清潔。最重要的一點就是柔韌性和硬度都要好,剛柔並濟的托起艦載機。目前世界上能夠獨立研發高品質航母鋼的國家屈指可數,直接制約了很多國家海上力量的崛起。印度很想發展海軍,無奈材料技術落後。

因此瀝青和水泥都不能滿足需求。其實瀝青和水泥等其他物質通過混合,或許能夠找到一種方案。但這種複合材料的耐用性肯定不如航母鋼,重量也太重。對於維護成本高昂的“吞金巨獸”航母來說,並不適用。


兵說


為什麼航母飛行甲板不能像陸地機場一樣使用瀝青或者說水泥作為降落跑道呢。就一個字,水泥太重!

以尼米茲級航母為例,飛行甲板厚度為50毫米左右,通道甲板14毫米,機庫甲板38毫米。

而陸地機場普遍需要鋪設多厚的水泥呢?


以下以4d級別的長春龍家堡機場為例。

畫重點。滑行道道面厚度為38釐米!


38釐米,這是一個什麼概念?更何況這還僅僅是能夠滿足波音767級別的飛機起降的要求。然後尼米茲級航母的飛行甲板,

332.9×76.8=25566.72 ㎡,當然了,你你自己航母的飛行甲板並不是很危險,但實際上再怎麼摳索起碼2萬平米的面積是有的吧

20000x0.38=7600立方米

然後一立方米的水泥是3.1噸。(近似值)

7600x3.1=2.356萬噸!

你可以理解成把兩艘提康德羅加放到航母飛行甲板上面。

2.356萬噸,如果是高等級機場的話,怕不是得5萬噸!

這麼多噸的水泥.....放航母上航母都得沉了

所以說指望用瀝青或者混凝土來代替鋼板,作為航母的飛行甲板,不說別的就連重量結果它都過不了,更何況耐磨性的抗衝擊性能 在腐蝕能力以及如何在三四十釐米厚的混凝土上打上8個眼,把那4根攔阻索安裝到位


以及如何挖出來呢?數以10計的繫留穴(這個可以近似的理解成地樁)

並且就算是軍用的陸地機場其滑躍起飛平臺也是用鋼製成的,原因無非就是輕巧,實用,

所以說,用水泥和瀝青做航母飛行甲板要多不靠譜就多不靠譜。

畢竟,別說飛行甲板用水泥做的就是地面上因為半掛軋出來的那些溝壑,處理方式是什麼?把地面鏟了重鋪一個,航母上還能這樣玩嗎?難不成?哎呀,飛行甲板被攻擊,不行,咱們戰機先不能起降,你等我把飛行甲板修好你再降落?

因為水泥這東西破損以後,基本就別指望恢復其原有的強度了!


嘯鷹評


航母甲板直接按照陸地跑道的標準來修建,這個理論看上去很簡單,似乎代替了特種鋼板了,可惜不現實,以前確實使用過水泥材料的紀錄,但是早已取消了。

艦載機的艦上使用的要求不低,與陸基使用可是不一樣的,用陸基的方式不僅好處沒有,反而壞處很大,水泥跑道在構築的要求也相當高,對厚度更沒什麼限制可言,可是到了軍艦上,那麼就另一回事了,有一大堆的要求,僅就水泥層的厚度說,放到軍艦上怎麼弄呢?

在甲板上,鋪幾米厚的水泥層現實嗎?還有,飛行甲板不是簡簡單單,只是供飛機起降,還有其他要求,比如:作為防護層抵抗可能遭受的攻擊,如果用普通的材料來代替的話,那麼實際上就會造成一個很大的問題呢,不會比鋼板更省空間更省重量。

如果真的可以的話,人們早就使用這類材料廣泛的用於艦艇的建造了,沒有采用只是理念沒跟上輕型?真當現代航母技術發展了幾十年積累了的經驗,不及某個人的突發奇想了。


麥田軍事觀察


我給樓主提幾個數據然後樓主自己想一下,這樣比我直接說給你聽好得多。

我們就以中國的殲15為例,這飛機滿載起飛大約是28噸到30噸,這是個什麼概念呢。不知道樓主有沒有見過渣土車,那種最常見的渣土車大概就是拉30噸的。

大部分就長這樣,然後樓主在想象這種車經常出沒的地方,那路都被糟蹋成什麼樣了。要知道城市道路大部分都至少是按2級公路建的。2級公路是什麼概念呢,這種路通常會壓實50CM厚以上的灰土路基,然後再鋪上30CM左右的混凝土路面,總體厚度接近1米。然而就是這樣的路這種車都能糟蹋成那樣,你覺得飛機會怎麼樣?更何況航母上根本無法弄這麼後的甲板,因為重心過高會翻。


開著皮卡打坦克


航母甲板,其作用是為艦載機提供停放,起飛和降落的重要場地,是航母重要組成部分。

航母,所使用的空間是有限的,在這個有限的地方,能儘可能多地去釋放空間,用以停放盡可能多的戰機,以及,在戰機起飛和降落時戰機所受干擾降到最小。如果使用水泥板做航母甲板,首先硬度就不達標,其次它會佔用航母很大一部分空間。

航母甲板表層塗料一定具有彈性,柔韌性和舒適性。

它主要成分是由防滑粒料,成膜樹脂等組成。

防滑粒料的作用是提高提高漆膜防滑性能的添加劑,它賦予了漆膜的防滑功能。

成膜樹脂,它的作用是起到固定防滑粒料,同時以保護底料的不受破壞,它賦予甲板塗層各方面優良的綜合性能。

這兩種材料是相輔相成的,可以說缺一不可。

航母甲板常年暴露在嚴酷的海洋環境中,晝夜的溫差,季節變化等因素,都會對航母鋼材結構造成不同程度的熱脹冷縮,如果表面塗層的彈性和柔韌性達不到標準,那麼就會造成塗層面開裂,剝離,脫落。進而會嚴重影響艦載機的起降安全係數。

航母工作人員絕大部分都是在甲板上工作,會長時間在甲板上走動,在高強度工作環境下,有個舒適的路面,是一個不錯的環境,可以很好舒緩工作壓力。如果把材料換成瀝青鋪設,不僅性能不達標,而且工作人員長時間在上面行走也是一種傷害。





前進的蝸牛18


題主可能對於航母甲板鋼和普通的水泥路沒有太多的認知,很難理解戰機對於跑道的超高要求。根據資料,航母甲板鋼應有以下幾個特性:高強度,這一點瀝青和水泥路根本無法和鋼鐵相比擬;高韌性,這一點就足夠將大部分公路建材全部淘汰;抗低溫,抗高溫,而對於瀝青和水泥路來說,熱脹冷縮是無解的難題。

此外,航母用鋼還有幾個指標:抗腐蝕、防彈、大板面、抗氧化、高屈強比等等等等。根據數據來看,一架空重14噸的F/A-18戰機最大著艦重量可達20噸,蘇-33可達22噸,殲-15著艦重量應當也在20噸上下。這相當於3到5頭大象一起砸在僅有半張課桌大小的地面上,普通的材料根本無法承受重量,崩裂毀壞可以說是一件板上釘釘的事情。

因此嚴格來說,航母用鋼,特別是甲板鋼,實際上與日常人們所見到的鋼鐵完全是兩種材料,鍛造難度不可同日而語。而瀝青和水泥這兩種常見的公路建材,雖然能夠承受汽車和行人,卻很難抗的下風吹日曬、水浸鹽蝕,更不要說在上千度甚至數千度的戰機尾焰面前不變形、受到敵人攻擊能進行一定的防禦了。未來航母用鋼會像降低成本的方向發展,但是絕對不會向降低質量的方向發展。


區域拒止


當然不能這樣,航母的甲板對耐衝擊力要求特別高,瀝青和水泥根本經受不起。一架F\\A-18大黃蜂的最大著艦重量達到20噸,F35差不多也是這個重量,而F-14這樣的重型機則達到了近25噸,俄式的SU-33也有21.8噸,如此大的質量,再加上著艦時的衝擊力,稍微不靠譜的材料肯定是一砸一個坑。

所以,航母的甲板鋼必定使用高抗拉、抗衝擊的合金材料,它們要求能承受極端的戰機降落衝擊,且能在長時間的使用中不出現金屬疲勞,甚至於飛機如果墜毀,甲板也不能被過度損壞。目前掌握這種甲板鋼工藝的國家並不多,全世界寥寥無幾。

高標號的水泥鋪設甲板其實也不是不可以,但是需要注意的是,航母是一艘船,這種巨型船舶在設計中都考慮了應力變化,甚至留出了專門的結合部擴張縫隙,與金屬性質區別太大的水泥材質,恐怕很難在船身上大規模應用,很容易在船身細不可查的小規模扭曲與抖動中碎裂。

這種情況對彈射器來說並不友好,鋪設在金屬甲板中的彈射器可以與金屬件良好的吻合,但鋪設在水泥板中的彈射器恐怕不會運行的那麼順暢。尤其對於彈射器的滑槽來說,又粉又脆的水泥相當麻煩。

而且航母行駛在海面上,時長遭遇著極端的氣象條件,光溫差帶來的熱脹冷縮就已經讓水泥夠受了,再加上各種飛機壓來壓去,估計不用多久時間水泥就會開裂。

更重要的是,航母甲板鋼的厚度很薄,美國尼米茲級航母的飛行甲板單板僅厚50mm,如果要換成具備同樣抗屈服屬性的混凝土,恐怕這個厚度會增加好幾倍,重量也會相應增加,這無疑對航母是個負擔。

再者,戰爭白熱化時,航母不免會遭到敵方的轟炸,鋼甲板只需要焊割作業便可以快速投入戰鬥,而水泥怎麼辦?航母中不可能還要耗費空間去裝載速幹水泥,更不可能在緊張的作戰環節還要等待水泥徹底乾透。而且這些水泥還是安全隱患,假如航母的飛行甲板被炸碎,鋼甲板只會破洞,而水泥是否會產生大面積的開裂,以及對下層機庫的塌陷蹦碎呢?

瀝青與之是差不多的道理,以橡膠和柏油為主的瀝青路面肯定不適合航母,雖然在柔性方面瀝青比水泥更好,但瀝青的抗高溫屬性太差了,還需要有硬基打底,且一樣很容易開裂,毛病其實比水泥還多。

僅從溫度來講,一般瀝青路面的攤鋪溫度在130度至180度左右,這個溫度根本無法面對戰鬥機洶湧的尾焰,

降落倒是沒什麼,但起飛時,艦載機上千度的尾焰它們估計承受不來。如果降落的戰機是F35B這類垂短戰機,那麼1700度的尾焰所到之處,瀝青都會滾滾流淌。別說水泥和瀝青了,就連美國的兩棲攻擊艦都得專用噴淋裝置給鋼板降溫。

----------------------------


分享到:


相關文章: