中国汽车自主品牌的困境与航母建造的技术难题

记得吉利汽车CEO李书福说过：“造一辆车有什么难的？不就是一辆四轮马车，车里放几套沙发吗？”然而，我们制造的汽车有这么容易制造吗？ ？现在街上跑的车基本都是国外品牌，有美国、德国、日本、韩国的。我们自己的自主品牌呢？仍在低档汽车中挣扎。有人嘲笑奇瑞是“奇瑞奇瑞，排队等待维修”。连这么低技术含量的汽车我们都没有完全完成，更不用说集成高精度技术的航母了。过去20年来，中国政府在航母问题上的立场一直持谨慎态度。航母的建造除了考虑政治、经济、军事等因素外，还需要相应的技术水平。从技术角度来看，如果中国建造航母，需要重点解决哪些技术问题？

首先，我们一直无法生产建造航母的专业钢材。您说建造航母所用的钢材和建造船舶所用的钢材有什么区别吗？当然是不同的。建造航空母舰需要专门的钢材。

航母建造所用的特种钢材要求的强度远高于普通军舰的钢材强度要求。采用高强度钢板可以减轻车体重量，增加防弹能力。尤其是飞行甲板的钢材需要精炼，因为它要承受舰载机起飞时的高温和摩擦。因此，航母舰体必须采用高强度合金钢。钢材的屈服强度一般在500～800MPa之间。换算成大家熟悉的单位，大约一厘米必须能够承受5000到8000公斤的冲击力。你看，这钢材的抗压能力有多强。油轮、散货船、集装箱船等民用船舶所用钢材的屈服强度达到250MPa就足够了，而普通军用船舶的屈服强度在300MPa以下就足够了。建造7.5万吨级大型航母，需要各类特种品种厚钢板4万多吨。我们来看看航母不同部位的钢材需求。大型航母所需钢板种类繁多、规格繁多，一般可分为船体板、装甲板和结构板三类。

船体用钢板的要求相对较低。它们基本上是潜艇的耐压板。屈服强度通常为450MPa和550MPa，钢板厚度为22～28mm。为了防止鱼雷和潜艇导弹的轰击，船体水下部分由厚度为150至203毫米的钢板制成。也有双层或三层船体的。当外部钢板被击穿时，还有一层保护层，增强了航母的抗打击能力。此前的航母还在易损部位使用了附加装甲板，以抵御各种意外攻击。航空母舰所需的另一种钢材是装甲钢板。

装甲钢板一般用在最关键的核心区域。航母上有两个最重要的地方。一是指挥中心。指挥中心是航母钢板最厚的部分，最大厚度达到330毫米，有点类似于坦克用的装甲钢板；另一个是航母的动力系统。如果航母的机舱受损，航母就会成为活靶子。因此，机舱也必须受到保护。防护的关键方法是采用铠装钢板。另外，堡垒等地方也必须有防弹装甲板防护。航母用钢最重要的部分是结构钢板。结构板主要用于飞机跑道、舱室和船体结构，特别是飞机跑道，要求极高。首先，要求飞行甲板能够承受20吨至30吨舰载机起降的重度冲击。其次，它们必须承受喷气式飞机高达数千度的火焰。因此，飞行甲板的屈服强度一般达到800MPa。另外，飞行甲板的厚度不宜太厚，一般为40～50毫米，不平整度必须小于5毫米/米，否则会影响飞机起降质量。更重要的是，飞行甲板越大越好，并且应尽量减少焊缝。总而言之，航空结构钢板要求强度高、厚度小、面积大、能够在恶劣环境下使用。

美国制造航母飞行甲板所用钢材的屈服强度一般在850兆帕左右。他们现在生产两种型号的特种钢。一是HY系列特殊钢。 HY-80的屈服强度约为800MPa。它用于航空母舰制造。它是添加镍铬和钛的合金钢。随后，美国在HY-80钢的基础上，又研制出了屈服强度不低于686兆帕的HY-100钢，这也是目前美国海军航母重要部件的主要材料。另一种是HSLA型钢。 HSLA-80钢是美国20世纪80年代研制成功的一种新型高强度、高韧性结构钢。该型钢已部分或完全替代HY-80钢用于建造大型水面舰艇，如驱逐舰、巡洋舰和航空母舰。尼米兹级核动力航空母舰的一些结构就使用了这种钢材。 HSLA-100钢是美国开发的用于新建航母壳体和先进攻击核潜艇（非耐压壳体）的钢材。其屈服强度约为690MPa，性能已达到HY-100钢的水平。厚度可达100毫米。第一份 HSLA-100 钢订单是为核动力航空母舰斯坦尼斯号 (CVN-74) 提供的。由于采用了尖端的低合金技术，这类钢板具有超强的硬度，而且重量非常轻，因此建筑构件非常轻，成本也非常低。采用HSLA-100等特殊钢材建造的福特级航母整体重量大大减轻，建造成本也节省不少。如果这种特种钢用在航空母舰的船体壳体上，可以比传统高强度钢建造的船体壳体更薄、更轻，同时提供相同或更长的使用寿命。美国海军原计划使用HSLA-100钢作为CVN-78号航母的飞行甲板钢。为了减轻重量，经过研究，开发出了HSLA-115钢。其屈服强度达到800兆帕，不仅可以降低航母的重心，还可以大幅减少飞行甲板的厚度，从而减轻航母的重量。此外，美国海军建筑冶金学家和日本造船专家正在合作开发高强度合金钢焊接新技术。这项技术将大大降低使用高强钢建造航母带来的成本增加。可以想象，采用这些新技术建造的美国航母将会更加坚硬、更加强大。我们再来看看另一个航母大国英国的情况。 20世纪40年代之前，英国主要使用UXW钢来制造船体。 20世纪50年代，使用屈服强度不低于431 MPa的QT28钢，1958年至1965年，广泛使用屈服强度不低于549 MPa的QT35钢。

1965年，由于该钢在冶金上存在层状撕裂问题，采用美国进口的HY-80钢代替QT35钢。 1968年仿制HY-80钢获得成功。其化学成分与HY-80钢相当，但杂质元素控制更为严格。 20世纪70年代后，英国又仿制美国HY-100钢和HY-130钢，英国将其命名为Q2（N）钢和Q3（N）钢。我们再看看我们的老对手日本的情况。日本的制造业是世界一流的，他们还可以生产屈服强度比较高的特种合金钢。 1959年，日本防卫厅组织有关部门对HY-80钢进行仿制和改进，命名为NS63钢，其焊接性能与HY-80钢相当。该钢材从1968年开始用于建造潜艇，1971年建造了“涡潮”号潜艇。后来日本开发出NS90特种钢，基本相当于美国航母用的HY-130钢。其屈服强度达到883MPa，完全可以满足航母用钢的需要。所以我们说，日本虽然还没有真正的航母，但是完全有能力制造航母。

看完日本，我们再来看看印度。

2006年，印度为了不让别人说自己只买了“二手”航母，誓言要建造自己的航母。他们希望印度本土钢铁企业能够生产出合格的钢材。但等了两年，国内钢厂短时间内无法生产特殊钢，造船计划推迟了两年左右。最终印度人无奈，只能求助于俄罗斯。眼看印度已经走投无路，俄罗斯决定大干一场。由此，印度花费了7亿多美元从俄罗斯进口了约1000吨圆头钢筋。整艘航母大约需要2万吨此类钢材。俄罗斯的抄袭行为相当严重。如果把这些钢材全部买回来，岂不是要花140亿美元？印度当然买不起，所以关键部位不得不使用进口特殊钢材。航母非关键部件用钢还得由国内钢铁企业解决。印度花费大量资金购买了部分航母钢材，这让印度感到非常心疼。不过，他们仍然“自豪”，因为他们还能买得到，而中国花多少钱都买不到特钢。据印度《环球报》报道，一名印度海军中尉用不屑的语气嘲笑中国：印度的特殊地位决定了它可以随意采购航母专用钢。那么中国呢？这种钢材，可能连看一眼的机会都没有！中国只能靠自己发展特殊钢，但这不可能在20年内完成。他的意思是，虽然我们买的贵，但是建造航母的特种钢在中国再贵也买不到。中国人造航母，20年后！等你自己研制出特殊钢吧！不过，印度还是有一些资本可以吹嘘的。第一，它确实采购了特殊钢，第二，它还开发了航母专用钢。既然买不起，印度人就决心自己解决航母的钢材问题。印度M/S钢铁管理局有限公司和M/S Ess Steel在海得拉巴国防冶金研究实验室和国防部、海军的领导下，成功生产了DMR-249钢板并轧制成球形扁钢。 DMR-249钢将用于印度海军所有军舰的建造和维修，国产DMR-249钢将替代印度海军常用的其他钢种（低磁钢U3 AK25和HY80除外），焊接DMR ——国产249钢相关焊接材料也通过了海军材料研究实验室的验收。 DMR-249钢分为A级和B级。它们是含Ni的微量合金钢，在达到-60度的低温时仍具有高强度和优异的韧性。 DMR-249B级钢比DMR-249A级钢强度更高，韧性和耐腐蚀性更好。 DMR-249A级钢的屈服强度达到390MPa（相当于俄罗斯ABA钢），DMR-249B级钢的屈服强度达到657MPa（相当于俄罗斯AB2钢），基本可以满足航母的需求。一些地方的钢材需求量。

现在，印度已向承建首艘航母建造的Garden Reach造船厂供应了3000吨DMR-249A薄板和厚板以及540吨球形扁钢。印度已向科钦造船厂供应了四批特殊钢，每批薄板和厚板均为4500吨。厚板、1100吨球扁钢。借鉴美国航母建造经验，航母主壳采用屈服强度为248兆帕的DH-36特殊钢和屈服强度为448兆帕的HSLA-65特殊钢；飞行甲板和防护装甲材料采用屈服强度为552的HY-80特殊钢，屈服强度为690兆帕，HY-100特殊钢，屈服强度为690兆帕。因此可以判断，印度制造的DMR-249A钢将用作主要壳体材料，而DMR-249B钢将用作飞行甲板、防弹和防护装甲材料。说完了其他国家，我们来说说我们自己。

著名军事专家张召忠曾经介绍过一个情况：我们要建造航母，所以我们就拨款建造航母。首先，我们花费了超过4000万美元启动造船厂、修建道路、建造码头、建造车间。当这些基础设施全部建成后，我们发现我们没有建造航母的钢材！

据说二战期间，苏联坦克的装甲钢材比德国坦克差很多。他们派出特工，想尽办法盗取熔炼这种合金所需的金属元素和比例，然后按照处方配制配料，熔炼起来。但经过无数次测试，生产出来的合金钢还是比德国的差。迄今为止。苏联人询问了一个拥有相同技术的欧洲国家。这个国家说这样的绝密技术专利需要很多钱才能出售。苏联一开始舍不得花钱，但与德国坦克的战斗总是失败。所以它只好拿着这笔钱，跑到这个国家去要求购买这项技术。收到钱后，他们只给了苏联人一张小纸片，上面写着：“你们现有的方法是正确的！冶炼时搅拌一下就可以了。”防锈、绝缘特殊钢材也是如此。大家都知道添加一些铜金属就可以了，但不知道添加多少、如何添加、在什么条件下添加。因此，即使拿回样品，也不一定能够生产出同样的钢材。

中国从俄罗斯买回的“瓦良格”号已经停泊在大连港数年没有任何动静。原因是什么？事实证明，我国没有航母钢材，连“瓦良格”号都修不好。据说“瓦良格”号刚被拖走时就想修理。当时，大连造船厂和海军的人员检查了“瓦良格”号，发现俄罗斯的造船水平远高于中国。其中，只有“瓦良格”号使用的钢板国内没有。我们国产的军舰钢材也能耐海水腐蚀，但性能一般，所以必须涂防锈漆。一般军舰每隔三四年就需要进坞对船底附件进行一次大修，并重新涂装防锈漆。否则，海水对军舰底部的腐蚀将严重影响舰船的防护能力。 “瓦良格”号采用俄罗斯特​​种军舰钢材。在运到中国之前，它已经很多年没有进行防锈处理了。不过，经过国内检查发现，“瓦良格”号所用的钢材能够天然抵抗海水腐蚀，因此“瓦良格”号的外表面状况良好。中方把它运过来后，还没有涂漆，就裸露在码头上。一般来说，重要的军舰都是无磁的，这意味着它们可以通过磁性来防御磁性水雷或探测军舰。但地球本身有磁场。即使军舰是低磁钢制成的，航行几年后，军舰的钢材也会被地球磁场同化。因此，通常三四年后，军舰就要返回码头进行​​维修。反向退磁。 “瓦良格”号所用的钢材可以说是绝缘的。从建造到运回中国历时近15年。在国内重新测试后，磁力仍然为零。当时一位接触过“瓦良格”号的专家曾感叹：“俄罗斯依然强大，主力基础都很好，苏联留下的财富中国即使赶上也很难超越” 20年，特别是基础工业水平。” ，严重制约了军事装备的发展。”

“瓦良格”号运抵大连后，大连造船厂立即对其进行试修。首先发现的问题就是我们国家的钢板一点都不好，比别人差很多。当我们使用我们的钢板进行焊接时，我们发现接头的强度根本不够强。即使勉强修复，“瓦良格”号的整体防护性能也受到影响。大跌。因此，从2000年开始，我国就开始与俄罗斯谈判引进俄罗斯军用特殊钢生产技术。

但俄罗斯的要价非常高，条件也相当苛刻，所以谈判花了很长时间。技术引进后，在国内组织生产。国内最先进的特殊钢生产基地是抚顺特殊钢公司（1937年由日本人建造）。我国核潜艇、火箭、沉阳飞机发动机等所用钢材基本都是抚顺特钢。

但当时抚顺特钢正在进行国企改革，不少工人下岗。除少数军品生产车间外，生产几乎处于半停顿状态。后来，辽宁省利用盈利能力更强的大连钢厂和抚顺特钢组建了东北特钢集团（也上市了）。大连钢厂出资，抚顺特钢提供技术，在大连建设生产设施，生产这种俄罗斯钢材。特种军用钢生产基地耗资超过10亿，每年还向俄罗斯缴纳大量专利费。

我国军工领域广泛应用的钢材有907A、945、921A钢，是我国“十一五”重点技术攻关项目。 1985年以来，我国船舶材料研究部门和有关钢厂先后开发了屈服强度为390兆帕的907A钢、屈服强度为440兆帕的耐腐蚀、高韧性的含镍铬945钢、945钢。屈服强度为 590 MPa 的钢。 PA的921A钢。目前中国生产的A710钢在生产工艺上与美国目前使用的高强度HSLA-80钢有些相似。鞍山钢铁研究院还对美国最新HSLA-100特殊钢的生产、金相组织和性能进行了实验研究和初步探讨，发现在我国现有条件下生产该钢是可行的。我的国家。中国的航母用钢问题近年来才取得突破性进展。 2009年7月19日，日本共同社援引加拿大权威军事杂志《汉和防务评论》的文章称，中国即将开工建造的航母所用钢材是中国上海宝钢生产的特殊钢。宝钢成立时，日本提供了资金和技术。

《汉河防务评论》指出，中国第一艘国产航母将在上海长兴造船厂制造。之所以选择在该厂建设，是因为从宝钢运输特钢更加方便。宝钢是1978年中日友好条约缔结后作为中日经济合作象征而成立的。日本以政府开发援助（ODA）提供资金，新日铁提供技术。现在，宝钢作为中国领先的钢铁生产厂，为军舰提供了大量钢材。 《汉河防务评论》称，中国宝钢自2005年引进新技术以来，已经满足了航母用高强钢的国产化要求。航母的建造不仅需要特殊钢材，还需要大型超宽厚钢板轧机。在军工造船领域，宽厚钢板是一个无法回避的问题，尤其是对于航空母舰而言。以美国“尼米兹”级航母为例。其飞行甲板面积为18200平方米，相当于三个足球场，由50毫米厚的HSLA-80钢板和复合装甲材料组成。飞行甲板不仅要承受战机起降时的强烈冲击和火焰，还要有足够的防弹能力。因此必须采用大规格钢板，减少焊缝，提高强度。如果要生产航空母舰用的宽厚钢板，就需要一台直径超过5000毫米的现代化特宽厚钢板轧机。这种轧机设备吨位超过7万吨，厂区面积20万平方米，投资超过60亿元。周期需要6年以上。

历史上，各国建造超宽厚钢板轧机的主要目的之一就是为大型军舰供应板材。 1918年，为了建造航母，美国在卢肯斯钢铁公司科茨维尔工厂投产了世界上最大的5230毫米四辊厚板轧机。 1938年，德国在多特蒙德工厂建造了5000毫米四辊厚板轧机。 1940年，苏联在莫斯科“镰刀锤”钢厂投产了5300毫米四辊厚板轧机，批量生产坦克、军舰用宽厚钢板，为苏联的发展做出了重要贡献。卫国战争。 1941年，日本为侵略战争加快建造航空母舰。日本钢铁公司室兰工厂在短时间内投产了蒸汽机驱动的5280毫米四辊厚板轧机。在此期间，英国、法国、捷克、西班牙等国也建造了一批厚板轧机，带动了世界各国海军力量的快速发展。

二战后，为了建造大型航母，美国于1952年在格里工厂投产了5335毫米四辊厚板轧机。为了加快海军现代化，苏联下塔吉尔工厂迅速恢复了1946年从德国拆除的5000毫米厚板轧机的生产。 1984年，另一台5000毫米厚板轧机在伊尔诺斯克工厂投入运行，专门为航空母舰生产厚板。长期以来，我国没有5000毫米厚板轧机，所以一直无法生产航母用的宽厚板，建造航母也就无从谈起。我国首台5000毫米宽厚板轧机于2004年6月在四川省德阳市中国第二重型机械集团公司竣工。 2004年12月，宝钢热负荷试验成功，2005年3月投产。宝钢5000毫米轧机的研制成功并投产，对我国钢铁工业的发展和国防建设具有重要意义。标志着我国钢材生产在质量、品种上迈上了新的台阶，赋予了我国规模化、高质量强度板材的生产能力，填补了国内高强度板材生产的空白。优质宽厚板材，多品种、多规格。同时，这款轧机的发展，使我国重型装备制造技术达到了世界先进水平。 5000毫米轧机生产的产品厚度为5～150毫米，最大可达400毫米；宽度为900至4900毫米；最大长度为25米。全线建成后，年产量将达到180万吨。宝钢和二重通过自主研发生产的5000毫米厚板轧机虽然技术不是很先进，但毕竟是我国研制的，为我国自己的航母制造做出了巨大的贡献。该轧机后来进行了技术改造，于2008年12月正式竣工。负责我国军工用钢的主要有3家钢铁公司。除宝钢外，还有鞍钢、武钢等。鞍钢正在建设一座比宝钢还大的5500毫米宽厚板轧机。是目前世界上最大的宽厚板轧机生产线。由中国第一重工集团与德国西马克德马格公司联合设计。其生产的钢板厚度可达400毫米，是普通轧机的四倍多。可用作航空母舰、战列舰、坦克等武器的装甲钢板。钢板宽度达到5300毫米，是普通轧机的两倍以上；单块钢板重达200吨，是普通轧机的五倍多。 2009年7月10日上午11时08分，鞍钢集团鲅鱼圈新厂核心设备5500毫米宽厚板粗轧机热负荷试验顺利完成。该轧机的成功制造，标志着我国完全有能力生产制造航母的特殊钢。

目前，全球仅建成6台5500mm轧机，分别位于日本新日铁大分制钢厂、JEF京滨工厂（原日本钢管荻岛工厂）、JEF仓敷工厂（原川崎制钢水岛工厂）。 、住友金属鹿岛工厂、德国迪林根钢厂和中国鞍钢鲅鱼圈新厂。随着宝钢5000毫米轧机和鞍钢5500毫米轧机的竣工，中国政府于2009年正式启动了航母建造进程。