美国福特级航母,紧急情况下24小时可出动310架次的舰载机,几十吨重的战机在甲板上频繁起降,为啥甲板不会开裂呢?
性能优异的甲板钢以美军现役最多的舰载机F/A-18战斗机为例,最大起飞重量22吨的它,降落时相当于是以200公里/时的速度,直接拍在甲板上,瞬间会产生极大的载荷。
但与大家认为的不同,航母甲板的厚度并没有所谓的几米,一般来说,航母的甲板厚度大约在50到60毫米之间。
如果造的太厚,会使整个航母的重心偏高,影响稳定性和机动性,因此种种条件综合下来,航母的甲板钢必须造的又薄又轻又坚固才行。
航母甲板所用的钢材具体有多厉害呢?
随着技术的发展,航母用高强度结构用钢,已经从最初的HTS钢及HY钢,发展到现在的HSLA钢,抗拉伸、屈服强度等都有了跨越式的提升。
像如今屈服强度最高的HSLA-115品种钢材,其屈服强度能达到795Mpa,相当于一平方厘米的钢板上可以承受近8吨的冲击力,如今被应用在美国最新的福特号航母甲板上。
也正是因为这种航母特种钢的性质高超,除了美国外,也只有日本、法国、俄罗斯,以及中国等少数几个国家能够制造。
甲板钢如何焊接并且单单能够制造还不行,为了使航母甲板整体更加坚固,航母钢材必须做得越大越好,这样焊接产生的焊缝才会越少。
像我国在研制航母特种钢的时候,为了得到大面积的航母甲板钢面,还特意研制出了世界最大的10万吨级压力特种轧机,它能一次轧制出长40米、宽5.5米的特种钢,大大减少了航母甲板的焊接次数。
可一个航母甲板,相当于三个足球场的大小,既大又厚的航母甲板钢是如何焊接起来的呢?
最常用的办法就是窄间隙埋弧焊(NG-SAW),它是一种用于板厚对接接头焊接,焊前焊件不开坡口,或只开小角度坡口而留有窄而深的间隙,采用多层埋弧焊进行焊接的高效率焊接方法。
埋弧焊
与传统埋弧焊相比,用窄间隙埋弧焊进行焊接时,总效率可提高50%~80%,每小时能焊接10~15米。
相应的,因为焊缝间隙窄,焊接时不仅质量高,变形和应力小,其所用的焊料、电能也更少,焊接成本可以降低50%以上。
如果再配合先进的数控设备和传感器,航母甲板钢之间的焊接还会更加精确稳定,焊缝的强度和韧性也会更好。
钢材料突破避免国外卡脖子