03.02 大型軍艦(如航母)的整體全是由鋼鐵製成的嗎?

茫然無語a


圖注:鋁合金材料和複合材料被越來越多的應用在航空母艦艦島的建造中,使得航母上層建築的重量大大減輕

船體外殼和結構框架基本都是用高屈服度鋼板焊接而成,但上層建築為減輕重量,通常會使用鋁合金等輕質材料。最著名的例子就是英國的42型(“謝菲爾德”)級驅逐艦,該艦不僅上層建築採用鋁合金材料建造,船體內部的部分壁層和框架也使用了鋁合金材料。此舉雖然大大降低了艦體重量,但鋁合金的防火性能不如鋼材,導致“謝菲爾德”號在馬島戰爭中被導彈擊中後,上層建築直接被點燃了。

雖然鋁合金材料耐火性不好,但因為重量輕、強度大,以及耐腐蝕、易加工和無磁性等優點,所以該用還得用。比方說美國航母上的飛機升降機,主材料就是鋁合金,比使用全鋼材料輕了近10噸。另外像桅杆、設備架、武器架、艙室隔板、鋪板、圍欄、通風管道也都是使用鋁合金材料製造。

圖注:美國“尼米茲”級航母的螺旋槳,材質為高猛鋁青銅

此外,因為海水和鹽霧的腐蝕性很大,所以軍艦上的很多部件都會使用合金銅材。比如螺旋槳、蒸汽管道、供水管道、消防管道、熱交換器、冷凝器、配電系統、閥門以及應急管道式通話系統,就是使用高猛鋁青銅、鎳鋁青銅、鋁黃銅或白銅合金來製造,還有很多部件雖然不使用銅合金製造,但也會鍍上銅來提高抗腐蝕性。

另外,大家印象中用來製造防彈背心和頭盔的凱夫拉材料,也越來越多地被用在軍艦上。以航母為例,飛行甲板中就包含有凱夫拉材料製成的防護層,指揮中心、彈藥庫等重要部位,也都被厚厚的凱夫拉材料和裝甲板構成的複合裝甲層所包裹。


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顯然不可能全部由鋼鐵製成,不管什麼軍艦都是如此。隨便舉個例子:軍艦上那些電線電纜就不可能是鋼鐵吧?還有各種窗口的玻璃、電子設備的天線、各個部位的油漆等等,都不是全部由鋼鐵製成。事實上,早期的航空母艦甚至連甲板都不一定是鋼鐵的,比如,二戰之前美、日、英等國建造的航空母艦基本上都是木製飛行甲板,包括“翔鶴”、“瑞鶴”、“列剋星敦”這樣的大型艦隊航母也不例外。這主要是為了減輕重量,畢竟那個時候的航空母艦噸位也不大,整一大塊鋼板在頂上,很容易造成重心升高、穩定性下降。而當時的艦載機基本都是螺旋槳飛機,重量不大、速度也不快,木甲板足以承受。

此外,當年的戰列艦雖然使用大量的鋼鐵,但一樣不會全部是鋼鐵,起碼甲板上都要鋪一層木甲板,而且一般要求是柚木(日本戰列艦也用臺灣紅檜木)。起到的作用包括防滑、隔熱、防鏽等等。

二戰以後,隨著材料技術的發展,為了降低軍艦的重量,也為了防鏽、降低成本,很多軍艦、包括大型軍艦開始在上層建築中使用鋁合金。比如上世紀60年代美軍裝備的貝爾納普級驅逐艦領艦(後改稱巡洋艦),上層建築就大量使用鋁合金;英國海軍70年代裝備的42型導彈驅逐艦上層建築也大量使用鋁合金。當然,後來鋁合金上層建築暴露出很多問題,最大的問題就是易燃。“貝爾納普”號導彈巡洋艦就在一次和“肯尼迪”號航母的碰撞事故中發生燃料洩漏,結果整個鋁製上層建築被燒了個精光。42型導彈驅逐艦的“謝菲爾德”號也在馬島戰爭中由於失火沉沒。所以,近年來各國的中型以上水面艦艇都開始注意控制鋁合金用量,當然,小型艦艇由於噸位限制,鋁合金和複合材料仍然使用的不少。

此外,另一個很重要的部件很多時候不用鋼鐵,那就是螺旋槳,尤其是大型艦艇的螺旋槳。出於耐腐蝕和加工性上的考慮,目前大型艦船上的螺旋槳一般都使用鎳鋁青銅合金為主。T


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軍艦,包括航母基本都是用鋼鐵或者由其加入不同金屬材料而來的特種鋼材進行建造的,但並不是全部,有些部位也是需要其他材料才行,比如螺旋槳。這裡我們就以航母來說明一下這個問題。

航母最主要的組成部分中一是航母的甲板,二是推進部分,比如螺旋槳。


先來說甲板,航母甲板看似簡單,但事實上目前世界上能夠生產這種特種鋼材的國家也是少之又少。航母甲板用鋼材必須經得起飛機起飛和降落時的巨大承受力,也就是說這種鋼材是一種非常特殊的材質。理論上每平方釐米要承受85噸的極大壓力且不變形不走樣。航母甲板鋼材和核潛艇用基本一致,就是高鎢特種合金,價格昂貴,且技術含量非常的高。


航母的推進系統也就是我們常說的除了動力系統外的螺旋槳,這種螺旋槳也是一種非常特殊的材質。各類軍艦的推進系統中的一個關鍵環節部件就是螺旋槳,航母的螺旋槳非常的大,而且重量更是讓人瞠目結舌,我國遼寧號航母的螺旋槳就重達400噸。


螺旋槳不僅要推動數萬噸的船體高速航行,還要儘可能的降低噪音,還要承受高鹽度海水的長時間侵蝕,因此,航母螺旋槳對製造材料的強度、耐腐蝕性、低噪音等特性的要求非常高。目前,美軍航母螺旋槳採用的是特種銅合金。該合金是以銅為主要材料,同時加入錳、鎳等金屬以提高合金的硬度、剛度、韌性和耐腐蝕性。

綜合以上可以得出,軍艦,包含大型航母主要是由鋼材構成,但並不是全部,有些部件也要根據實際情況使用其他材質。


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目前大型軍艦的材料,可以說絕大多少都是鋼材,但在部分艦體結構上也會有鋁合金等其他材料。

“福特號”航母,採用特種專用鋼材,尤其是作戰中心、彈藥庫等,還覆有特種裝甲。


“福特號”航母首塊鋼板切割時的場景

歷史上也有采用非鋼材料建造主戰艦艇的案例,其中,英國皇家海軍的“謝菲爾德”級驅逐艦是最典型的代表。

英國“謝菲爾德級”防空驅逐艦

英國在設計“謝菲爾德級”驅逐艦時,由於噸位限制,為了攜帶更多武器裝備,在軍艦上層建築中大量使用鋁合金材料,同時減薄了艦體結構,導致其防護能力和阻燃性能大幅降低。1982年的“馬島海戰”中,當時號稱皇家海軍驕傲的“謝菲爾德號”被“飛魚”導彈擊中上層建築,鋁合金材料起火後無法撲滅(鋁燃點低、且是釋熱反應),最終沉入太平洋,一時引起全球轟動。



被“飛魚”導彈擊中後燃起大火的“謝菲爾德號”驅逐艦

“謝菲爾德號”由於無法阻止火勢最終沉沒

“謝菲爾德號”的教訓對後續各國軍艦建造影響深遠,此後,再沒有其他國家將鋁合金材料大量應用於主戰艦艇。


我國055、052D均採用特種鋼材建造

軍艦材料的研發和選擇也是重要的專業學科,尤其是航母甲板鋼材,還只有美、俄等大國具有相關技術(我國也是近些年才掌握),可以預見在今後相當長的時期內,鋼材以及其他特種合金鋼仍然是建造大型艦艇的主要材料。

據說國產核動力航母將於2025年左右建成服役

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威吶解析


不是,水下部分,水上部分,甲板,彈藥庫,作戰中心,等地方的鋼材就不一樣,甲板是特種鋼(只有少數幾個國家可以製造),彈藥庫,不但有裝甲也肯定有阻燃材料,作戰中心也肯定有裝甲。


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不太清楚您所說的這個整體指的是隻針對艦體本身還是說全艦所有的部分,包括每一個小細節。

如果是艦體本身,那可以說是全鋼鐵的結構,當然,這裡所說的鋼鐵也有不同的標號的。

如果是包含所有的細節部分,那就肯定不是了。


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