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航母的关键不在导弹或舰载机,而在于其甲板下那块钢板。全球能够生产这种钢材的国家屈指可数,美国、俄罗斯等大国都不愿出口,那中国该怎么样才能解决这个问题呢?
也许有人会提出,能否加厚钢板呢?但航母是为了作战而设计的,甲板太重会使整艘船的重心上升,遇到大风浪时会增加翻船的风险。因此,甲板钢板的厚度一般都不会超过5厘米。即便如此,5厘米厚的钢板依然要承受每平方厘米近8吨的冲击力。想象一下,如果你用手指按压桌面,那么在同样面积的情况下,8吨重物压在手指上,这便是航母甲板的常态。
除了厚度问题,焊缝也是一大难题。由于航母甲板不可能是一整块钢板,必须由多个钢板拼接而成,而每一条焊缝都有可能成为裂缝的潜在隐患,成为结构的薄弱点。为了解决这一个问题,尽可能地增加钢板的尺寸,减少焊缝的数量显得很重要。为了做到这一点,轧钢设备一定要具有足够的宽度、长度和强度。能够生产5米宽、40米长钢板的国家不多,世界上只有美国、俄罗斯、日本和德国能做到。那么,中国能否做到呢?二十年前的中国,显然做不到。
然而,改造航母需要特殊的钢材,不是普通的钢,而是抗腐蚀、抗冲击、抗磁化的特种钢。这种钢,中国当时无法生产。更麻烦的是,世界上没有国家愿意出售这种钢材——美国、俄罗斯甚至法国都视之为战略物资。法国的戴高乐号航母,甲板上的钢材就依赖美国提供,印度则只能向俄罗斯购买现成的航母船体。而如果中国走这条路,就从另一方面代表着航母建设将被他国控制。
从轧不出来到技术突破 2008年,鞍钢接到任务,要求研发出球扁钢,这是一种船舶的龙骨和加强筋,形状特殊,轧制难度极大。周丹是鞍钢钢铁研究院的研究员,她和团队奋力研发,经过两个月的尝试,终于取得了初步成功。然而,真实的操作中,金属流动的规律极其复杂,钢材在冷却过程中容易变形。经过不断的试验,团队最终找到了土办法:将每一根钢材人工固定在特制架子上进行冷却。尽管看起来笨拙,但这方法最终解决了问题。
接下来的挑战是生产甲板钢,这种钢板比球扁钢更复杂。2011年,赵刚接到任务,要生产超宽、超长、最厚规格的甲板钢。当时,鞍钢并没有这种生产能力,怎么样才能解决?中国一重集团为鞍钢量身定做了一台5.5米超宽轧机,这台轧机能生产出宽度5.5米、长度超过40米的钢板,这台设备被誉为轧机之王。2013年,鞍钢成功生产出中国航母的甲板钢,其技术指标堪比美国福特级航母的HSLA-115型特种钢。
中国航母钢的代际跃迁 不到20年,中国便在航母钢材的研发上追赶上了美国。从上世纪50年代开始,美国便在航母钢材的研发上领先。最初使用的是HY系列钢材,屈服强度为500兆帕,后来升级为HSLA系列,屈服强度提高至690兆帕。2008年,福特级航母开工时,使用的HSLA-115钢屈服强度达到了800兆帕,成为目前航母甲板钢的最高标准。 相较之下,俄罗斯在苏联时期的AK系列钢材屈服强度达到1000兆帕,堪称世界最高,但苏联解体后,俄罗斯的造船业衰退,库兹涅佐夫号航母也因年久失修,面临严重问题。2018年,库兹涅佐夫号大修时,浮动船坞沉没,导致甲板严重破损毁坏。 中国则走了一条不同的道路,虽然起步晚,但通过直接对标最先进的技术,迅速追赶上来了。辽宁舰改造时,仍然使用了一些进口钢材,但到山东舰建造时,国产钢材已经占到了70%以上,福建舰则完全使用国产特种钢材。 福建舰是中国的第三艘航母,也是第一艘采用电磁弹射的航母。电磁弹射对甲板钢的要求极为苛刻,弹射时的巨大电磁力对甲板产生巨大的冲击,普通钢材根本没办法承受。而福建舰使用的钢材,正是中国自主研发的超高强度钢。 迈向世界领先 鞍钢副所长赵刚表示:目前我们航母用的这种超宽甲板钢,在国内是唯一的生产基地,技术水平已达到了世界领先。这四个字的背后,是无数科研人员熬夜加班的成果。 从瓦良格号的改造到中国自主研发航母钢材的成功,20年的时间里,中国不仅在钢铁制造上实现了跨越式发展,还让世界见证了航母技术的代际跃迁。 2019年12月,山东舰正式入列。中国成为继美国和俄罗斯之后,第三个能够自主研发和生产航母专用钢的国家。这个成就,是二十年前没人敢想象的,如今,它已经写在了钢板上。返回搜狐,查看更加多