航母作为一种可以让一国在远离本国国土、不依靠当地机场的情况下进行军事威慑和军事作战的利器,已经成为了现代海军不可或缺的象征,也是一个国家综合国力的象征。
众所周知,我国现在虽然有两艘航母,但只有一艘是真正属于我们自己生产的,而另外一艘航母则是由前苏联的“瓦良格”号改造而来的。
可很多人不知道的是,在“瓦良格”号历经千险终于运回我国之后,曾被“闲置”多年,原因就在于我们尚无法生产出用于制作航母的特种钢,这种特种钢到底有多重要、多好、多难制造?辽宁舰舰长用一句话就让人直观感受到。
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制造航母的特种钢材
航母是现代海军必备的利器,而我国拥有航母的历史并不长,这主要是因为长期以来我们一直都无法制造出用于航母制造的特种钢材。
那么,航母所用的特种钢材就真的这么难制造吗?确实是这样,虽然我国钢材的产量不小,但许多特种钢材却需要依靠进口,而用于制造武器装备的特种钢材我们当然不能依靠进口,只能自己生产。
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虽然我国在上世纪70年代就已经制造出了核潜艇,但当时我国建造核潜艇所用的特种钢材比美苏所用的还是差了不少,而用于制造航母的特种钢材,我们则在很长一段时间内都无法自己生产。
那么,制造航母的特种钢材有什么特殊呢?有些人主观臆测,认为制造航母的钢板要有5米厚,所以制造难度才大,但事实上,航母所用的特种钢材难制造并不是难在它厚,而且,航母的钢板也没有那么厚。
毕竟根据美国“尼米兹”级航母的横截面示意图来看,航母舰内一共有9层、10层用于隔断的甲板,如果每层钢板都要有5米厚的话,光是钢板加起来就要有50米了,比整个航母的型深还要厚了,这显然是不可能的。
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实际上,航母不同部位所用的钢材厚度、种类和要求都是不一样的。
整体上来说,航母分为两个部分,在水下的部分对钢材的要求极为严格,要求其能够抵抗鱼雷、导弹的攻击,还要能够扛得住海水的侵蚀,所以有数据显示,常年入水的舰底部分钢板较厚,可以达到150mm-230mm之厚。
而航母不入水的部分也会受到海浪的冲击,和水压变化的冲击,因此也需要使用潜艇耐压板,厚度大约在23mm-28mm之间。
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用于航母内部的钢材就相对比较薄了,根据美国“尼米兹”级航母的钢板厚度来推断,除了机库的甲板厚度为38mm之外,其余各层之间的甲板厚度为4-18mm。
在整个航母之中,最厚的是装甲钢,厚度将达到330mm,这主要是用于防护航母比较重要的部位的,其硬度也是所有钢板中的最高的;而航母中技术含量最高的就是飞行甲板所用的钢材。
航母飞行甲板所用的特种钢板需满足版面大、强度高、耐高低温等诸多要求。
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因为航母的飞行甲板经常会与舰载机接触,舰载机的重量一般在20-30吨之间,所以就要求甲板钢面大、强度高、不易变形等特点;舰载机起飞时所喷出的气焰温度可能高达上千度,因此航母飞行甲板也需要能够耐高温。
另外,海面上温度变化较大,而且航母的飞行甲板也可能会遭到巨浪的击打,这就要求飞行甲板的钢材还具有抗低温、抗腐蚀的能力。
而且,如果飞行甲板所用的钢材过厚,就会导致航母重心出现问题,让船体不平稳,所以飞行甲板的钢材也不能过厚。
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最重要的是,为了防止被磁性水雷攻击或是防止航母被磁力探测设备发现,航母所用的钢材还需要具有低磁性的特点。
一般而言,小型水面舰艇可以在船坞中进行消磁作业,但航母实在是体积庞大,无法通过一般的方法进行消磁作业,最好的方法,就是使用最优质的低磁性钢材,尽量减少消磁作业的次数。
能制造出这样钢材国家的不多,曾经十分强大的前苏联正是其中之一,这从瓦良格号就可以看出一二。
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瓦良格号的特种钢材有多好?
瓦良格号航空母舰是于1985年12月在黑海造船厂开工建造的,是前苏联“库兹涅佐夫”级航母的二号舰,到了1990年7月,它被正式命名为“瓦良格”号,以纪念在日俄战争中沉没的“瓦良格”号装甲舰。
到了1991年11月时,瓦良格号航母的建造率已经达到了67.3%,可是随着苏联的解体,这艘航母却再也无法完工了。
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因为建造航母是一个国家综合实力的体现,他需要许多国家部门的配合、漫长的探索和积累、数千家配套厂家的共同努力,才能完成,而强大的苏联却已经不复存在了。
最终瓦良格号被卖给了中国,这才免去了被拆解的命运,而这也让我国的专家和技术人员有机会一睹航母的风采,并见识到瓦良格号所用的特种钢材到底有多好。
众所周知,瓦良格号在1991年停工之后,就没有人再对它进行维护和保养,而且在瓦良格号被给中国之后,不仅经过一番拆解,其内部设施都被拆除,可以说是又受到了一次“伤害”,还经过了漫长的海上航程,才终于2002年抵达我国大连,期间经历了各种风吹雨打。
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而且在瓦良格号抵达大连之后,还在船坞之中停放了三四年,才正式开始“修复”的工程,因此,大家在很长时间内,看到的都是一艘“锈迹斑斑”的“旧船”。甚至还有人曾质疑我们购买瓦良格号航母,到底是不是“吃亏”了。
可实际上,后来的辽宁舰舰长曾在APEC会议期间透露,尽管在辽宁号运抵中国之前,已经十几年没有进行过防锈处理了,更没有进行过维护保养,但中方人员在检查后发现,瓦良格号所使用的特种钢材,可以抵御海水的腐蚀。
尽管瓦良格号的表面是“锈迹斑斑”,但工作人员用手抹开锈迹后,发现里面完全没有受到锈蚀的影响,还像新的一样。
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更令人惊叹的是,经过一系列检查后,专家确认瓦良格号的磁力依然为零。要知道,地球本身就带有磁场,一般的舰船在几年后都需要进行消磁处理,但瓦良格号在被“废弃”多年、无人管理之后,依然保持着“零磁性”的水平,可见苏联制造特种钢材的能力有多惊人。
尽管后来我国也攻克了航母特种钢板的制造技术,但专家也曾表示,哪怕是今天,世界上依旧有许多国家造不出几十年前苏联造航母所用的特种钢材。
也就是说,大家肯定是低估了苏联制造特种钢材的技术。
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例如,2006年时,印度为了打造自己的航母,就曾花高价从俄罗斯进口了456吨特种用钢,而建造一艘航母,大约需要2万吨特种钢材。
而且,后来我国在维修、改造瓦良格号时,也没有完全将苏联制造的特种钢材替换下来,现在仍旧威风凛凛的辽宁舰也正说明了前苏联的先进技术。
特种钢材的缺乏,正是我国在买回瓦良格号之后,迟迟没有开工改建的原因。专家表示,当时全球能够造出航母所用的特种钢材的国家并不多,其中美国的HY-100、HY-80这两个型号的钢材是制造航母的最佳选择。
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后来,美国还对特种钢材进行了改进,因为HY-80虽然强度高,但是焊接时需要长时间预热,美国就又制作出了型号为HSLA-80的特种钢材,这种钢材在焊接时几乎不需要预热。现在,美军航母所用的钢材已经升级到了HSLA-100。
但对于我国而言,特种钢材却是制约我国航母发展的一大瓶颈,而且在这一领域,我国惯用的市场换技术的路已经走不通了。
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瓦良格号倒逼中国产业升级
在我国的发展过程中,“以市场换技术”是一种非常传统、有效的发展方式,众所周知,我国的高铁正是其中一个极为成功的案例。
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但专家知道,自从改革开放以来,我国是“能换来的都换来了”,剩下的都是“想换也换不来的”,例如飞机发动机、航母特种钢材、航母阻拦索等等。
曾经,我们也不是没有想过要买,但没有国家卖给我们,最后我们能够走的也不过是自主研发一条路,用于建造航母的特种钢材也是如此。
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用专家的话来说,是瓦良格号的到来“倒逼”了我国高端制造业的升级,因为我们要改造航母了,航母特种用钢的紧迫性就体现出来了,最终是鞍钢集团接下了这一重大任务。
鞍钢集团是新中国钢铁工业的摇篮,早在1956年我国决定在南京建设长江大桥时,鞍钢集团就接下了生产桥梁钢材的重任——当时符合设计要求的桥梁钢材在国内还是一片空白,鞍钢集团的技术人员从头做起,成功克服了这一难题。
这一次,依旧是鞍钢集团接下了生产用于航母建造的“对称球扁钢”的难题。
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为了攻克这一难题,鞍钢集团内部开了多次讨论会,最终认为,这种钢材必须要用特殊的方法进行加工,可工人们轧钢的加工效率却非常低。
最初,鞍钢的工人们普遍要花费十几个小时才能轧出几根符合要求的球扁钢,这样的生产效率根本不足以支持航母的建设,无奈之下,鞍钢集团成立了以周丹为领头人的专业团队,用来解决球扁钢的生产问题。
在周丹团队日以继夜的努力攻关之下,他们只花了3个月的时间就取得了球扁钢生产技术的重大突破,在之后的一年半时间内,周丹团队就提前向大连造船厂提供了200吨航母用钢,为瓦良格号的成功改造升级做出了巨大的贡献。
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但是,瓦良格号还不是鞍钢集团最大的挑战,如前所述,因为我们在改建瓦良格号时,并没有更换全部前苏联制造的特种用钢,因而,瓦良格号所需要的钢材还是比较少的,尤其是航母最重要的钢材之一——甲板钢,也没有列入此前鞍钢集团的研究计划之中。
在瓦良格号成功改建后,我国又将自主建造航母的计划提上了日程,这一次,航母的每一块钢材都需要我们自己建造。鞍钢就迎来了新的挑战:研制航母甲板钢。
资料显示,当时鞍钢集团能够生产的最大的钢材,也不过是甲板钢的1/4大小,而且性能上也远远不能满足甲板钢的要求。
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此前,我们已经知道,甲板钢既需要版面大,又需要耐高低温、耐腐蚀,有着诸多堪称繁琐的要求,想要制造它可谓是难上加难。
但鞍钢集团并没有辜负国家的重托和信任,经过鞍钢人不眠不休地研究,最终鞍钢集团成功制造出了符合要求的甲板钢。
同时,为了制造甲板钢,我国还成功制造出了号称“轧机之王”的厚板轧机,这台轧机的宽度达到了5.5米,为世界之最。
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这台“轧机之王”是一重集团和德国SMS公司联合设计,由一重集团独立制造完成的,具备世界上最为顶级的轧制能力,轧制的单板尺寸可以达到5.5米×40米之巨,其能力已经达到了德国、日本等制造业发达国家的先进水平。
不过,虽然世界上能够制造航母甲板钢的国家不过寥寥几个,我国也有幸位列其中,但要真的比较起来,起来我国特种用钢的制造水平与美国等发达国家还是有一定差距的。
但我们相信,在我国科研人员的努力下,我们一定能够制造出更好的特种钢材,让我们的航母也能够能够获得更加先进的性能。
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