航母上千万人民币螺旋桨折戟大海,其制造到底是怎样的黑科技!

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文|通用机械
原标题:航母上千万人民币螺旋桨折戟大海,其制造到底是怎样的黑科技!
航母建造是一个非常庞大的工程,涉及到的技术之多,使用技术之尖端是任何一种单一的武器都无法比拟的,别的不说,就拿航母的钢材来说,世界上能够自主造出这种高强度、耐腐蚀、防磁性钢材的国家不超过5个。还有另外一项重要技术也是不可忽视的,它就是航母所用的推进螺旋桨。
大型螺旋桨一般包括轮毂、桨叶、叶根、随边、叶稍和导边,超大型螺旋桨的制造涉及到铸造技术(防止空泡产生)、机械加工技术等多项难点,特别是形状复杂、精度要求较高的螺旋桨要用到高端的多轴联动机床设备!
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前段时间央视报道了,中国航母辽宁号更换螺旋桨的资料,这表明我国在大型船舶螺旋桨精密焊接、制造、安装等一个体系的制造技术,已经完全获得突破。
大型船舶的螺旋桨技术曾在相当长的时间里,成为阻碍中国大型船舶发展的一个屏障。参照美国布什号航母螺旋桨的数据:尼米兹级CVN 77布什号航母螺旋桨直径6.4米,一艘航母有4个螺旋桨,每个螺旋桨有5片浆叶,每片桨叶的重量是30吨,大概估算螺旋桨的总重就达600吨。那么中国辽宁号航母的螺旋桨直径至少在4.5米,总重也在400吨。
▲大型螺旋桨特写
那么大型航母推进器螺旋桨的制造技术究竟有多难呢?
首先突破材料关,螺旋桨对强度、耐腐蚀性和低噪音的要求很高,不仅要承受海水的常年腐蚀,而且4个螺旋桨要推动几万吨甚至十万吨的航母前行,其承受强度之高可想而知。不能用纯钢,因为经不起长时间腐蚀,按照国际惯例大型轮船和航母大多都采用一种特殊铜质合金,也就是在以铜为主要才是的同时加入锰、镍等金属来提高合金的刚性,否则长期承受压力,铜质是容易变形的。轻微的变形没什么,如果达到一定幅度对于航母航行的轨道精准度会有较大影响,另外还会增加噪音。
▲航母螺旋桨
其次就是多轴推进技术,4个螺旋桨可以提升航母大型战舰的转弯效率,俗话说的好船小好调头,但对于10万吨级的大型航母来讲转个弯可不是那么容易的事情,特别是在水域不是很宽敞的地方,因此,螺旋桨的曲面必须经过精确计算和加工的。
▲中国首台7轴五联动机床
还有一个重要的一点就是,推进器螺旋桨的制造加工技术。以前小一些的桨叶我们国家可是靠人工打造的,现在,由于中国镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司技术的突破,研发出7轴五联动机床,加工最大直径已经突破12.5米,160吨重的螺旋桨制造技术,比尼米兹级航母的螺旋桨可大多了,拿来制造美国最先进的福特级核动力航空母舰绰绰有余。以前两班工人24小时干,17八天才能打造中小型的螺旋桨,现在,在精密数控机床上,编程一输入只需3天时间就可干完。
▲福特号航空母舰螺旋桨
螺旋桨的制造对材料的运用、制造工艺、焊接技术的要求相当之高,稍有不慎,就会发生变形甚至断裂的事故,印度和法国作为两个航母使用经验都非常丰富的国家都曾经发生过这样的意外,法国戴高乐号核动力航母使用的螺旋桨每个造价上千万人民币,但是却在航行途中发生断裂掉入大西洋,由于制造工期长,其一度只能使用退役航母福熙号留下来的老螺旋桨,不仅尺寸上小一号,而且航速受到很大影响。
印度国产航母维兰特号也是如此,这艘燃气轮机、舰载机、相控阵雷达、升降机、卫星通讯系统等设备均来自国外技术的航母使用的螺旋桨也是俄罗斯帮助设计建造的,本以为妥妥的集一身先进装备为一身航母却在其中一次下水的过程中遭遇尴尬,原因就是其中一个螺旋桨的桨毂出现了严重质量问题,整个桨毂直接裂开,所以下水再一次失败,由此可见,对于航母上的装备,任何一个小细节都可能会影响到整艘航母的战斗力。
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