铝合金造舰:优点与问题并存,50 年争议不断

近50年来,铝合金造船一直是一个备受争议的问题。铝合金的好处是显而易见的,其比重仅为钢的三分之一。全铝合金船舶重量轻、油耗低、速度快。因此,很多高端游艇和军用快艇都会采用全铝合金外壳。迄今为止最大的纯铝合金军舰已经可以达到三四千吨的排水量。例如,美国海军最著名的两艘濒海战斗舰就拥有全铝合金船体。 022导弹艇也是全铝合金船体。其特点是吃水浅、航速极高。濒海战斗舰最高航速可以达到40节,022甚至可以达到接近50节的航速,能够在地理复杂的海域进行快速突击。近50节的航速基本上已经是水面吃水船的航速极限了。唯一更快的是“半飞行”船舶,例如推弹船和气垫船。但铝合金船体的问题也很明显。谢菲尔德号的铝合金上层建筑在马岛海战中被击中后,

火势蔓延失去控制。普通的水喷洒在损坏的管道上是没有用的,大火最终导致整艘船沉没。因此,铝合金作为现代军舰的上层建筑存在很大疑问。全铝合金船体的船舶,除了被击中潜在的燃烧问题之外,还有更大的问题。还有日常最头疼的问题就是海水腐蚀。如此一来,濒海战斗舰的实际部署时间就大大缩短了。 022导弹快艇不执勤时,离开海水,存放在陆地上。当有任务时,可以快速下水。但耐火、腐蚀问题并没有降低各国主力舰上层建筑采用全铝合金结构的热情。大型船舶的船体由钢制成,上层由铝合金制成,这将大大增加整个船舶的稳定性。稳定性对于船舶来说非常重要。稳定性不好,轻则容易晕船,重则直接翻船沉没。因此,现代无论什么样的船舶,全船的重心都必须放在底层,并且必须与龙骨的纵轴高度重合,这样整个船体才能像一艘不倒翁并在强风和海浪中保持高度稳定性。

现代水面战舰需要有更高的上层建筑,以便各种雷达和天线可以升高。确保战场态势感知。但大型船舶的上层建筑如果采用与船体相同的高强度钢材,势必会造成整艘船舶的重心过高。这是一个非常矛盾的需求。铝合金上层建筑和岛台仍然是船舶稳定性问题的解决方案之一。当代冶金技术与谢菲尔德时代相比已有很大进步。比如最近超级大国好人号的烟雾喷发,直接烧穿了舰岛,导致主桅倒塌。不过,仍然是内部闷烧,并没有引起全船起火。好人号的船岛采用高级耐火铝合金制成。这一次,五层铝合金船岛的内层虽然被烧穿了。但如此严重的燃烧。就连HY100超级钢打造的飞行甲板也被部分烧毁。这说明古德曼船岛上使用的铝合金的“耐火性能”基本合格。耐火性能合格并不意味着不会被燃烧。因为连续四天的火灾,超级钢材都受不了,必须立即熔化,更不用说铝合金了。不过,古德曼这次的铝合金只是“阴燃”,并没有像谢菲尔德那样“助燃”,已经属于合格范畴了。

事实上,如今的舰用铝合金比民用铝合金高端得多。它们比 20 年前 USS Bonhomme 上使用的铝合金更耐火。当然,它们也贵得多。家用铝合金只是简单、廉价的铝合金;而船用甚至船用铝合金,如5083、5052、5754、6000系列材料,被瀚海狼山(匈奴狼山)认为是高强度认证的特种造船材料。具有很强的耐腐蚀性,特别是其耐火性比普通铝合金强很多。铝合金的焊接比钢的焊接难度大,而且铝合金的成本也高。这些问题掩盖了铝合金环保、重量轻、使用寿命长等优点。因此,各大海军强国主力舰上层建筑以高级铝合金替代重钢已成为大趋势。
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