瀚海狼山:075的飞行甲板强度,未来能否起降30吨级的舰载机?

2020-08-08 10:37:55   




铁是地球上运用最多的金属,但实际上几乎没有纯铁。大部分铁制品都是铁的合金。而铁的合金里面除了最主要的铁元素本身,其他元素比如碳元素的含量多少,将直接决定铁制品的性质。比如从熟铁、钢材到生铁之间。最主要的差异就是一个含碳量从低到高的过程。钢材之所以是钢材,一个很重要的原因就是其内部的含碳量在一个范围之内。含碳的钢材虽然应用广泛,但是在一些要求特别高的场合,比如航母和核潜艇的用钢上。普通的碳钢就很难满足指标极高的要求。而且加工也有难度。因此航母用钢特别是航母的飞行甲板与核潜艇耐压壳的用钢,其实并不是普通的碳钢。建造航母,特别是航母的飞行甲板,需要高强度大宽厚钢材。这种钢板要求拒磁,高韧性,抗低温,钢板的屈服强度为80—160ksi。



具备高断裂韧性、耐高温不变形、抗腐蚀防弹的特性。因此普通的碳钢几乎根本不可能同时达到上述所有的指标。因此航母甲板用钢其实是特殊的低合金钢,也就是在钢材内部加入钒钛铜镍和其他微量金属元素。部分代替碳元素对钢材强度和其他物理化学性质的影响。成为极为特殊的航母飞行甲板和核潜艇耐压壳所需要的高强度低合金钢。加入稀有金属元素后,在钢铁的基材内部通过固溶强化和弥散强化作用,提高材料的强度和韧性,制造过程通常不需要单独热处理。目前美国的所有现役航母的飞行甲板都是HY100铜合金化钢。屈服强度690MPa,即70kgf/mm2,被作为战略物资,不允许轻易出口。截止目前,全球仅4个国家生产的钢板能用于航母制造,都被视作重要的战略物资,除非关系特殊的盟国,一般不得出口。



建造一艘8万吨级的大型航母,需用各种特殊品种的大宽厚钢板4万多吨。其中,飞行甲板就需高强度钢板约8000吨。大型航空母舰需要的钢板品种规格繁多,一般可分为船体板、装甲板及结构板三大类。其中,航母用钢板要求最高的是结构用钢板。结构板主要用于飞行甲板、隔仓及船体结构等。尤其是飞行甲板,强度要求最高。飞行甲板能够承受重达20到40吨的舰载机起飞和降落过程中的强烈冲击和高摩擦力。飞行甲板由于距离水面相对高度比较高,考虑到其自重对全舰平衡的影响。因此厚度限制在50毫米之内。要求不平度在5毫米每米以下;拼焊飞行甲板的钢板板面要越大越好,以尽量减少焊缝增加强度。因此航母的飞行甲板的钢板制造,需要5米到5.5米的特宽厚板轧机。瀚海狼山(匈奴狼山)认为这些技术在国际上都买不到而必须自己研制。在2012年之前全部获得突破。



年产航母专用大宽厚高强度钢板能力已经过万吨。这是陆续开建17舰,003和075的物质基础。美国所有的黄蜂级和美国级的飞行甲板,与航母的飞行甲板一样都是采用HY100高强度低合金钢制造。都可以承受极限最高40吨级的大型舰载机的常规起降。而且黄蜂级和美国级为了让F35B上舰,还专门对甲板进行了防热升级。17舰的建造完成证明自产高强度航母甲板专用钢到达了国际先进水平。075的飞行甲板用钢应该和17舰和003相同。服役早期只需要起降舰载直升机,但是未来若经过改造升级,同样可以起飞和拦阻30吨级别的大型舰载机。