中国航母山东号正式交付，自主研发之路彰显强国实力

2017年4月26日，中国首艘国产航母在大连正式下水。今天，国产航母正式交付并命名为“山东号”。这对中国来说是一个历史性的时刻，标志着中国航母技术已经成熟，将可以量产航母。

在中央电视台《对话》栏目《中国航母驶向深蓝》中，航母的自主研发过程首次向我们揭晓，无论是“电磁兼容系统”还是“动力系统”还是“航空燃油泵”、“阻拦索”，都是自主研发的。

航母所用最难钢材，是由鞍钢研制出来的。美国和俄罗斯是世界上真正能生产航母所用最难甲板钢的两个国家，其甲板钢全部被禁止出口到中国。中国也在修复辽宁号时成功掌握了甲板钢技术。

修复辽宁号 鞍钢开始掌握航母用钢技术

瓦良格号拖回后，由于内部设备很多被拆除，且长期腐蚀，需要数百吨对称球扁钢进行修复。所谓球扁钢，是一种头部呈球形、体部呈扁平状的特种钢材，主要用于船舶制造和桥梁建设。一般在大型船舶和常规船舶的主船体设计时，多采用船用球扁钢，用与连接板厚度、材质相同的球扁钢作为骨架（也叫筋或龙骨）。球扁钢可以说是修复航空母舰不可缺少的钢材。

2008年，鞍钢集团负责研制“瓦良格号”所需的对称球扁钢，而当时我国还没有研制和加工此类钢材的经验和技术。这项艰巨的任务落在了鞍山钢铁研究院军工研究所研究员周丹身上，她已经从事水面舰船用钢研发工作24年，但这项任务对于她来说依然极其艰巨。

周丹团队仅用一年半的时间就完成了原本需要三至五年的研发任务，生产出了大约10倍的产量，并最终保证了供应。2009年5月，鞍钢为辽宁号航母修复生产的200吨航母钢顺利交付。

随后，周丹利用快速感应加热技术对鞍钢热轧球扁钢淬火工艺进行了研究，设计开发了淬火生产线，选择并确定了电源频率、加热方式、传感器等设备和工艺参数，研发出了热轧球扁钢快速感应加热技术。

经过此次研发，鞍钢除球扁钢外，还开始开发船体钢、上层建筑钢等多种钢材，并为此引进了国内最先进的热轧板带生产线，大大提高了产量。

最难制造的航空母舰甲板钢是什么？

在这些钢材中，甲板钢的开发难度最大，现代航母和二战时期的航母不同，二战时期的航母属于第二代，而我们现在的航母属于第三代。

二者最大的区别在于全长甲板被改为斜角甲板。全长甲板的前跑道只能供螺旋桨飞机起飞，后甲板起飞的跑道长度也导致此时其他舰载飞机无法降落，降低了起降效率。另外全长甲板还存在着降落失败时撞毁跑道飞机的问题。所以后来改成了斜角甲板。

日本二战航空母舰

现代航空母舰

所以不要问为什么日本是世界上最早研制航母的国家，一定是它掌握了甲板钢技术，二战时期的航母和我们现在的航母有着本质的区别。

第三代航母的甲板钢比所需的一般航母钢的生产难度更大，这是因为海水对舰船的腐蚀性极强，会严重影响舰船的速度和防护能力，所以必须具备抗海水腐蚀的能力。

一般而言，钢材都有一定的磁力，由于地球本身就有磁场，用低磁性钢材制造的舰船，经过长时间使用后，就会被地球磁场磁化，产生磁力。磁力对于军舰来说是非常不利的，因为很容易被敌方磁探测器探测到，或者遭到敌方磁性水雷等武器的攻击。因此，军舰所用的钢材，磁力越小越好。

在航空母舰上，一两百米的范围内，飞机要完成从静止状态滑行、起飞、再起飞的过程。这除了弹射器的助推外，还要求飞机本身要有强大的推力。当飞机加足马力起飞时，发动机喷出的火焰能达到上千度，足以把普通钢铁打造的甲板都熔化！一般每架舰载机的重量都在三十吨左右，着舰时对甲板的冲击力极大，因此对甲板的抗冲击、抗扭转性能要求很高。此外，航空母舰甲板还必须有很强的抵抗敌方穿甲弹的能力。因此要求航空母舰甲板钢的屈服强度MPa（兆帕）（材料屈服时的屈服极限，即抵抗轻微塑性变形的应力）在500MPa以上。

此外，焊接飞行甲板钢板面积越大，焊缝越少，也能缩短施工工期，提高甲板整体质量。这对甲板钢的力学性能提出了非常严格的要求，其头尾强度偏差不会超过10MPa，-84度冲击韧性在250焦耳以上。

为了提高航空母舰的机动性和提高速度，需要减轻舰体重量、降低重心、使舰体更加稳定，并具备足够的防弹能力，这就需要高强度、高韧性的钢板来提供防护。

因为要同时满足这么多的严苛要求，航母使用的甲板钢的质量超过了其他任何军舰用钢的质量。因为甲板钢有如此强韧的性能，所以除了甲板之外，还装备在航母指挥中心，也就是整艘航母的核心位置，最大厚度可达330毫米。再一个就是航母的动力系统，一旦航母的动力系统被破坏，我们就成了目标。

最初，只有美国和俄罗斯掌握甲板钢技术。

美国制造航母甲板的钢材屈服强度一般在850MPa左右，他们现在已经开发出两个系列的特种钢，一个是HY系列特种钢，一个是HSLA钢。HSLA-80钢是美国20世纪80年代开发成功的一种新型高强度、高韧性结构钢。

俄罗斯的就更强了，俄罗斯的AK系列镍铬钛合金钢是世界上屈服强度最高的材料，达到1000MPa，除了用来建造航母外，还用来建造需要下潜深海的核潜艇。

日本制造的特殊合金钢屈服强度在450MPa左右，只能用于制造潜艇和攻击舰，而不能用于制造甲板钢。

鞍钢掌握甲板钢技术

我国最初想从俄罗斯引进特种钢技术，但经过多方周折，最终未能如愿。而且，美国和俄罗斯都禁止向中国出口甲板钢。

为了成功开发甲板钢，鞍钢专门向一重定制了一台超宽轧机。一重为鞍钢钢铁基地研制了世界上最先进的钢铁生产加工装备——被誉为“世界轧机王”的5.5米超宽轧机。

5.5米超宽轧机

这台轧机重量超过760吨，由约40台单机设备组成，占地面积约200米，约10万个零部件。此次成功制造的5.5米宽厚板轧机，下行轧制力高达10万吨，可轧制宽度5.5米、轧制长度40多米的钢板，是目前世界上规格最大、装机水平最高、轧制能力最强、单机设备吨位最大的宽厚板轧机，是当之无愧的“轧机之王”。这台轧机的成功，将对我国船舶工业、核电、国防工业等起到重要的支撑作用。

最终在鞍钢的努力下，我国航母使用的甲板钢终于在这台轧机之王下生产出来了，整体技术指标与美国福特级使用的HSLA-115特种钢相当，达到了690MPa。

中国已成为世界上第三个掌握甲板钢技术的国家。除甲板钢外，在国产航母用钢供应任务中，鞍钢仅用一年时间就完成了过去十年才能完成的特种钢生产。目前，除30%技术含量较低的结构钢外，国产航母所需的特种钢70%由鞍钢生产。

鞍钢的高速度大大加速了国产航母的研发，国产航母于2017年成功下水。目前，鞍钢和宝钢仍在为002型国产航母打造钢材。

正是有了这样一批工程师、科学家，中国才能够一次次打破国外的质疑，创造出我们自己的工业奇迹。