航母飞行甲板:从简单到复杂,为何如此难造?
航空母舰上有一个最基本的部件,那就是飞行甲板,没有它,舰载机就无法在航空母舰上起降,但世界上很少有国家能造出来,就连我国都攻克不了这个问题,一块小小的钢板,为何造出来这么难?

世界上第一艘真正意义上的航空母舰“暴怒号”是在巡洋舰的基础上建造的,拆除了后部的主炮和桅杆,重新铺设了飞行甲板。当时的飞机重量很轻,所需的起降距离很短,用普通钢板做飞行甲板完全可以满足要求。

但人们很快意识到早期的飞行甲板布局存在一些不合理之处,由此催生了第一代直甲板航母,这种航母在二战期间被广泛使用,其结构比较简单,一般在船体上直接建造一个矩形全长飞行甲板。
但这种设计也存在一些安全问题,舰载机起飞和降落时经常发生事故,由于飞行甲板的起飞和降落都在一条航线上,无法降落的舰载机经常会撞上停在甲板前端的其他飞机,引发连锁事故。

为了解决这些问题,在二战后期,开始出现为飞行甲板增加斜角甲板的设计,这样舰载机在降落时更不容易与其他飞机相撞,同时相对于矩形甲板增加了一个起飞位置,进一步提高了舰载机在航空母舰上的出勤率。
随着时代的发展,各国航母技术不断进步,飞行甲板在材料、结构等方面都经历了多次改进。直到二战时期,舰载机的重量大幅增加,航母排水量也随之增大。为了承受舰载机频繁起降的冲击,各国开始研制专用钢板。

航空母舰飞行甲板由于特殊的使用环境,不仅要能承受冲击,还必须满足多种要求,如要承受喷气发动机产生的热气流,而且由于长期在海上航行,容易受到高盐度海水的腐蚀,所以还必须具有良好的耐腐蚀性能。
此外,为了防止敌方使用磁性水雷等水下武器袭击航母,飞行甲板必须具备防磁功能,这意味着制造时碳含量必须尽可能低。随着现代海战技术的不断进步,许多防磁技术已经能够有效降低舰船上电磁设备的干扰。

不过,如此高的性能要求,由于舰船空间结构有限,飞行甲板的厚度必须尽可能薄,一般为4至5厘米。然而,如此薄的钢板在实战中,很容易受到敌方集中火力的破坏。为了避免遭到破坏,飞行甲板还必须具备至少500MPa的屈服强度,这意味着每平方厘米的甲板钢必须能够承受5000公斤以上的冲击力。

因此飞行甲板的工艺要求往往存在强度足够但韧性不达标等几项相互矛盾的指标,这也导致世界上许多国家都无法生产合格的飞行甲板钢,相关技术长期被少数国家垄断。
直到二战结束后很长一段时间,掌握航母甲板钢制造技术的国家也只有美国、俄罗斯、英国和法国。毋庸置疑,当时的中国情况完全不同,工业和经济都远远落后于西方国家,在航母相关技术上更是毫无助力。

经过多次周折和层层沟通,我们终于把瓦良格号防护巡洋舰的船体从乌克兰拖回来作为样品参考,这时我们的技术人员才真正了解了甲板钢,它和普通的特种钢有很大的不同。
面对如此巨大的技术差距,我国坚定地走上了自主技术研发的道路,中国航母的钢材生产任务落到了鞍钢集团身上,面对完全空白的技术,鞍钢人夜以继日地工作,在两年内创造了奇迹。

当时,技术工人除了吃饭睡觉,几乎整天都在研究甲板钢的生产。他们将普通钢材放入轧机除杂,将原材料加热除杂,然后不断加热,以保证材料的韧性、强度和耐高温性能。技术人员仔细跟进各个生产环节,确保每一道工序不出问题。

轧制工作完成后,需要经过剪切工序,保证钢材的平直度。在这个过程中,轧机主控室还需要调节温度进行二次精轧。由于甲板钢材面积太大,必须使用超大型轧机。我国的10万吨级超大型专用轧机也是在这个时候应运而生。

据资料显示,这台轧机当时重量达760吨,能轧制宽度5.5米、长度40米的特种钢材,无论是规格还是轧制水平都达到了世界一流水平。正是在这台大型轧机的助力下,我国第一批航母甲板钢才得以顺利投产。
公开数据显示,我国航母甲板钢整体屈服强度高达6910MPa,综合性能远强于美国有史以来建造的最昂贵的航空母舰“福特”号甲板钢。

去年下水竣工的福建航母,采用我国自主研发的直通式甲板,引入电磁弹射器替代传统蒸汽弹射器,不仅减轻了航母重量和维护成本,还提高了弹射器使用频率和可靠性,可以适应不同重量、不同型号的舰载机。
甲板钢厚度不足半米,却能经受住无数次炮火和重型舰载机的撞击,你觉得世界上还有其他材料可以替代它吗?
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