| 相比“遼寧”號(下)的建造,001A型航母(上)的艦艏結構裝備相對滯後,而技術難度極大的鈦合金球鼻艏結構或是造成這種局部滯後的“元兇”。(鳳凰軍事) 鳳凰軍事 鳳凰軍評 11月9日 如果說此前還有人對大連造船廠干船塢內的那艘巨艦存在疑問,近日網上曝出的該艦雙機庫分段合攏的圖片則顯示其確實是中國首艘國產001A型航母。當人們都將注意力集中在001A型航母的機庫設計時候,另一個容易被忽視的結構卻可能成為中國建造001A型航母的潛在技術瓶頸與巨大的技術難關,那就是001A型航母的鈦合金艦球鼻艏結構。 3米與0.1毫米:技術變態的鈦合金球鼻艏 相比美國“布什”號航母(右上、右下)的全鋼型球鼻艏,“遼寧”艦(左)採用的鈦合金球鼻艏儘管在個體性能上較先進,但卻制約了航母整體的可建造性與可靠性。(鳳凰軍事) 在很多人眼中,整體設計、艦載機上艦、彈射器等才是航母的最難技術,但實際上一些並不引人矚目的技術才更是決定航母成敗的關鍵,對於001A型航母而言,其可能採用的鈦合金艦艏正是這樣的技術。按照目前普遍認同的關鍵,001A型航母將是中國完全國產的“遼寧”艦,而在“遼寧”艦原屬的“庫茲涅佐夫”級航母中,其看似平凡的艦艏卻隱藏的堪稱“變態”的技術。“庫茲涅佐夫”級航母艦艏的球鼻艏結構是由鈦合金焊接而成,內裝MGK-345型艦殼聲吶。眾所周知,蘇聯相當鍾情於以鈦合金建造艦艇,其中最具代表性的就是大量建造採用鈦合金耐壓艇殼的核潛艇。而看似簡單的航母球鼻首所包含複雜技術卻不亞於潛艇艇殼。整個球鼻首最大直徑超過3米,但最大允許焊接誤差卻不能超過0.1毫米。 鈦合金焊接相比傳統的鋼、鋁類金屬的焊接技術難點除了避免焊接時產生氫氣在熔合線附近產生氣孔,更為重要的就是解決熔合線的脆化問題。鈦合金在焊接過程中,溫度在300℃以上時快速吸氫,450℃以上能快速吸氧,600℃以上能快速吸氮。而當熔池中侵入這些有害氣體後,焊接接頭的塑性和韌性都會發生明顯的變化,特別是在882℃以上,接頭晶粒嚴重粗大化,接頭強度、硬度、塑性和韌性下降,接頭嚴重脆化。面對這種情況,一般通過在噴嘴後加多一個氬氣保護的拖罩或對焊接處進行更系統的隔絕保護來解決。但即使如此,對於航母球鼻艏這類大型高精度焊接件而言,要做到十全十美依然很難,“庫茲涅佐夫”號下水之後,就發生過球鼻艏因焊接工藝問題而出現破損,險些損傷聲吶的事故。 高難度三層式艦艏或成航母建造技術瓶頸 與001A型航母較為類似的蘇制“烏里揚諾夫斯克”號航母的艦艏結構在建造時,不僅要保證強度,甚至針對破冰需求對艦艏進行了特別加強(左下),其結構重量無疑更大。(鳳凰軍事) 對於作為航母新興國家的中國,航母技術無疑越簡單越好。但因001A型航母將沿用蘇制航母的滑躍甲板設計,則該航母將採用與蘇制航母類似的三層式艦艏,其建造難度已遠超美國航母。所謂三層式航母艦艏,就是航母艦艏從整機結構來講是分成三層的,由下至上依次為球鼻艏、船體結構與滑躍甲板。相比之下,美國航母艦艏只分為船體結構與飛行甲板兩層模塊,即使自“里根”號開始裝備球鼻艏結構,其球鼻結構無論結構還是建造都與船體結構融為一體。從蘇聯“烏里揚諾夫斯克”號航母的建造圖片來看,蘇制航母的艦艏建造順序是先完成中間的船體結構,之後再完成剩下兩層,因此國產001A型航母也將以相同順序進行建造。而這無疑將成為001A型航母日後最大的潛在瓶頸與技術難關。 蘇制滑躍甲板相比美制平直甲板,除了艦載機起飛效率較低外,在結構裝量上也超出不少。排水量相比“尼米茲”級小近4萬噸的“庫茲涅佐夫”號航母的艦艏結構重量竟比前者超出近110噸,這就對主承重的船體結構(三層式艦艏的中層)有更高的強度要求。更為重要的是,對於鈦合金球鼻艏而言,除了前文提到的製造難關外,如何將球鼻艏的鈦合金結構與船體的高強度鋼結構進行有效連接也是非常棘手的技術,目前“庫茲涅佐夫”號採用的是直接焊接方式,但從俄軍目前透露的資料顯示,焊縫的有效使用壽命僅有3個月,超期焊縫強度就會降低,甚至出現裂縫(此前曾出現過超過1米的裂縫)。目前中國的造船技術已進步明顯,但要無疑需要付出更多努力才能解決此類從未面對的難題。 儘管在加工與安裝上存在諸多不便,但鈦合金球鼻艏在自身耐用性等方面,確實相比美制全鋼球鼻艏存在一定優勢。但中國應看到,這類個體的技術優勢帶來的,卻是航母整體的建造性與可靠性的降低,因此這類所謂的新技術是不提倡的。對於中國而言,美國航母值得關注的除了先進的技術,更有這些技術背後的那份“中庸”。(鳳凰軍事 鳳凰軍評 劉暢) |