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航母的甲板到底有多厚呢?
甲板都是钢板拼接的,航空母舰对甲板要求很高。如何加工,需要先放样,制作样板样箱,然后按照样板样箱的曲度来玩去钢板,之后由装配人员装配成分段、总段,最后合陇。
尼米兹级核动力航母的起飞跑道甲板平均厚度是500毫米,其他部位不足300毫米,***舱和核动力机组舱为重点加强保护钢板厚度为500-800毫米,其他部位均为150-300毫米,要知道钢的比重为每立方米7.8吨,所以舰船的钢板厚度不可能太厚,尼米兹级航母的甲板长332.85米,宽76.8米,高40.84米,尼米兹级航母自身重量为78280吨,满载为101196吨,如果首层甲板平均厚度为300毫米那么就重332.85×76.8×0.3×7.8=59817.1392吨。
比想象中的要薄,目前主流航母的甲板厚度通常在50~60毫米左右,美国最新的“福特级”航母,从公开的资料来看,平均甲板厚度为55毫米,而“尼米兹”级航母的甲板厚度也差不多,在50毫米左右,至于有人说的航母甲板有几百毫米厚,纯粹是扯淡,想想航母甲板的面积有多大,如果甲板的厚度真的有几百毫米厚,那单单是甲板的重量可能就超过10万吨了,所以,仔细想想就知道“航母甲板的厚度有几百毫米”是完全不现实的!大家可以看下图,甲板的厚度也不过如此:
对于航母来说,甲板使用的钢材其技术含量是非常高的,大家想想,航母飞行甲板的厚度才几厘米,除了要面对几十吨重的舰载机在高速降落时的强大冲击力,保持不形变之外,战机尾焰的高温炙烤也同样是个很大的挑战,所以,航母甲板对所使用的钢材强度要求是严格的,屈服强度(指金属材料的抗形变能力)必须大于500MPA,这是个什么概念呢?我们平时见到的那些工程用高强度钢材,比如广泛使用在桥梁、建筑、民用船舶等建造中的,屈服强度通常只有300多MPA,跟航母的甲板用钢材对比起来差远了!
当然,上面说的厚度只有几十毫米只是航母甲板的平均厚度,在不同的部位,甲板的厚度也是有所不同的,比如像跑道部分的甲板厚度相对于机库部分来说,要稍微厚一点,这是因为跑道部分的甲板是要直接硬抗战机起飞、降落时造成的强大冲击力的,不过也不会厚到哪里去,肯定是在50毫米这个厚度之内的,绝对不会夸张到几百毫米的厚度。除非是航母的舰岛或者是内部的动力舱、武器库等重点部位,这些地方用高强度、高厚度的装甲覆盖还说得过去,至于甲板,最厚的地方应该也不超过10厘米!
看了好多网友的回答,我只想跟大家说一个难以置信的答案,航母的甲板是航母上钢材最薄弱的地方,平均厚度在20毫米左右。
首先我们要了解航母的构造,在航母水下部位是航母钢材最厚的部位,厚度超过30毫米以上,目的是为了让航母有一个稳定的向下的作用力,同时也具备较高的防潜能力。航母的水上部位钢板厚度理论上不超过30毫米,油库和弹仓部位会有几层钢板隔离。而最上层的甲板则是钢板最薄弱的地方。目的是为了避免航母头重脚轻,减轻航母自重增加自身机动性,更重要的是给舰载机提供一个不太颠簸的起降平台,减少事故发生率。
通常平台甲板只要能提供舰载机的正常起降受力标准就可以啦,航母以及航母编队对空防御能力是最强的,想从甲板上攻击航母也自然是最难达成的任务。所以再大排水量的航母甲板平均厚度一般都不会超过20毫米,只不过航母上的钢材都是经过锻压的特制钢材,跟普通钢材有着天壤地别的差别。
特别提出的是现在航母损管技术越来越先进,一艘航母在未受到致命袭击的情况下,挨几发炮弹都通过损管补救保证航母尽快撤离战场,返回航母基地维修,毕竟直接炸沉一只航母是哪个国家都不能轻易承受的损失。
1) 船体用钢板:要求比较低,基本上就是潜艇用的耐压板,屈服强度通常为450兆帕和550兆帕,钢板厚度为22~28毫米。船体的水下部分为了防止鱼雷与潜艇导弹的轰击,***用钢板厚度达150~203毫米。也有制成双层或三层船体,当外层钢板被击穿的时候,还有一层保护层,这样就增强了航母的抗打击能力。以前的***还在易受攻击的部分***用增挂装甲板的方式,以抵御各种意外的攻击。航母需要的另外一种钢材就是装甲钢板。
2) 装甲钢板:一般用在最为关键的核心部位。航母上有两个地方最重要,一个是指挥中心,指挥中心是***钢板最厚的部分,最厚达330毫米,有点类似坦克用的装甲钢板;另外一个地方是航母的动力系统。如果航母的机舱被破坏,那么航母就变成了挨打的活靶子,因此,机舱也要重点保护。重点保护的方式就是用装甲钢板。此外,炮台等地方也要用防弹装甲板进行保护。航母用钢的最重要部分是结构用钢板。
3) 结构板:主要用于飞机跑道、隔仓及船体结构等,尤其是飞机跑道,要求极高。首先,要求飞行甲板能够承载20~30吨舰载机起飞和降落的沉重冲击。其次,还要承受喷气式飞机高达几千度的火舌的烘烤。所以,飞行甲板的屈服强度一般要达到800兆帕。还有,飞行甲板的厚度不能太厚,一般是40~50毫米,且要求不平度达5毫米/米以下,否则会影响飞机升降的质量。更重要的是,飞行甲板的板面越大越好,要尽量减少焊缝。总而言之,航用的结构钢板要求高强度、小厚度、大面积、能够在恶劣环境中使用。
现代***的飞行甲板厚度也就是50毫米,有的地方可能还稍微薄一些。这个数字是不是有些出乎意料呢?我们看个例子就很清楚了,下图为美国“福莱斯特”号***在1967年10月26日的爆炸事故,甲板上被炸了不少大洞,从甲板断面上看钢板厚度还没有鞋底厚。当时的“福莱斯特”号已经开始搭载28吨的F-4“鬼怪”战斗机,70年代又换装33吨的F-14“雄猫”重型战斗机,这个厚度的甲板其实已经足够使用,美国人总不会设计不符合要求的甲板吧。
还有1969年1月14日的“企业”号***爆炸事故,甲板部分区域出现了凹陷
有些网友可能坚持认为50毫米肯定是错了,因为我在以前的文章里经常看见类似的评论,甚至有说应该是50厘米。这样吧,我们借此算一下如果***甲板达到50厘米会是什么情况,还是以上面提到的“福莱斯特”号为例,我们将这艘***的飞行甲板等效成一块300m*50m*0.5m的钢板(飞行甲板最大宽度达到70米,我们取平均50米),如果按照密度7.85g/cm^3来计算的话,那么他的飞行甲板重量将达到58800吨。但是“福莱斯特”号的标准排水量也不过才59600吨,也就是说光一个甲板重量就占到标准排水量的98%,那么舰上船体、燃油、舰载机、***呢?不会都不要了吧,所以我们反过来推定这个50厘米的数据显然是不对的。下图为美国“尼米兹”的纵剖示意图,其实飞行甲板下部还有很大的一部分结构
其实在二战中后期出现过一种“装甲***”,这种***为了抵御俯冲轰炸机的轰炸专门在飞行甲板铺设了厚重的装甲。下图为美国海军“中途岛”号***改造时对飞行甲板进行切割,他的飞行甲板厚度达到了89毫米,比现代***要高一些。而日本大凤号甲板装甲厚度则为75-95毫米不等。
二战结束后一段时间,俯冲轰炸机这个威胁逐渐消失,这样飞行甲板就不需要专门的装甲抵御俯冲轰炸。这时的飞行甲板主要是考虑如何承受重量逐步变重的舰载喷气式战斗机,由于***对舰体重量的十分敏感的,每增加一点排水量就会造成其他方面的负担,所以飞行甲板的设计要遵循“如何用最少的材料去实现最稳定的结构”(这个思想其实在任何工程上都是这样)。如果飞行甲板设计的太厚,那么舰体重量增加,这样会拖累动力系统,间接对全舰的电力、弹射器造成影响,还会挤占***、舰载机和燃油的携带能力。所以能用1块板砖的完成的活没必要去用1个铁块,只要飞行甲板的结构、材料和厚度达到设计指标,能够保证在一定重量区间内的舰载机进行多少架次起降、能够抵御多少当量的爆炸等等指标即可达到要求。理论上也可以把飞行甲板设计成50厘米,但是就像我们上面说的那样,飞行甲板自身重量都将近6万吨实在是没必要。除了飞行甲板之外,全舰各个部位的钢板都要在达到设计指标的情况下尽量做到“薄”。下图为美国CVN-79“肯尼迪”号核动力***钢板切割仪式
其实现代材料随着冶金技术的发展已经比二战时期的钢材性能要好几倍。而且钢材虽然是一种常见的材料,但是也根据需求不同分成好几种,比如碳素钢、合金钢、低合金高强度结构钢、弹簧钢等等。这些不同种类的钢材表现的性能是不一样的,比如屈服强度、韧性、延展度、耐腐蚀性等等,总之用在***飞行甲板的钢材肯定不会和马路上路灯杆是一样的。***上使用的是“低合金高强度钢”,少量的合金元素使得钢材的某些力学性能有显著的提高,单位厚度的力学性能要远远比我们常见的广告牌用钢好的多,这样就可以用尽量“薄”的钢板达到设计指标。下图为美国“福特”级***使用的HSLA-100钢的主要成分,还有之前美国“尼米兹”号使用的HSLA-80钢,他们的屈服强度都在550MPa以上,可以满足30吨重的舰载机频繁的对甲板进行冲击。其实还有排号更高的钢材,但是只能说他们装上之后有性能的“富余”,在种情况下使用高性能的钢材就带来额外的经济负担,实在没有必要。
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