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现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

 小精灵Z 2019-07-21
现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

现代战舰的钢板要是对比二战期间几乎相同排水量的战舰来看,可以用“较薄”二字来形容。比如:图片上是美军二战期间建造最多的“克利夫兰级轻型巡洋舰”标准排水量为11000吨左右,当时的这个排水量吨位的战舰主装甲带钢板厚度在80~127毫米之间(炮塔装甲除外),而现代排水量在一万吨左右驱逐舰,比如:伯克Ⅲ型、朱姆沃尔特级、日本的“摩耶”、韩国的“世宗大王”...平均舰艇钢板厚度在16~30毫米之间,这显然要“轻薄了很多”!

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

前年末与货轮相撞的美军“伯克级”驱逐舰,舰桥部分的钢板厚度也就在16毫米左右,相对于货轮的钢板,薄的与“易拉罐”相似。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

如果货轮当时速度在快一点,有可能会将驱逐舰的舰桥完全撞塌。

那么,现代战舰的钢板为何这样薄?这是因为1960年代初海战全面进入到“导弹化时代”之后,现代战舰的钢板再厚也没有实质意义的防护效果了!早年间的苏制SS-N-2“冥河”反舰导弹的战斗部重达500公斤,内装填400公斤黑索金+铝粉热燃剂,这样强大的杀伤力就连二战期间的“大和号”和厚甲也难以抵挡!所以,在进入到“导弹化”时代,厚甲防护已经没有意义了!并且,在现代钢铁工业的技术保障下,战舰用钢板和球扁钢型材的各种力学强度也大幅度增加,是二战期间舰船用钢板强度的2.5~3倍左右,也就是说:现代战舰所用的钢板如果是30毫米厚就已经相当于二战期间的90毫米厚了,既然材料强度增加可以保证舰船的结构强度,就更没有必要的去刻意的增加建造所用钢板的厚度。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

苏制“冥河”反舰导弹(SS-N-2)由于威力巨大现在仍然在俄军服役,全弹重2.5吨,半穿甲战斗部装药400公斤,亚音速飞行、改进型射程超过了80公里,它的出现改变了海战的样式,排水量几百吨的小艇,也能干翻1万吨的重型巡洋舰。

另外一个导致舰艇钢板变薄的原因是现代驱逐舰全面的进入到了“知感雷达化”,特别是各种大型远程雷达、声呐的出现,舰船的耗电量猛增!还有现代战舰都采用全封闭式设计,目的是“三防”,舰内的照明、空调、各种电器操纵台、显示器…需要全天24小时工作,这些设备都消耗了大量的电力,在这种电力消耗极大的情况下,需要增加发电机的数量和功率,其结果就是油耗量的大幅度增加。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

罗尔斯.罗伊斯公司研制的MT–30舰用燃气轮机,由波音777客机所使用的“特伦特800”发动机衍生而来,已经非常省油了。

舰用“燃气轮机”是战舰的推进主机,但在全舰处于一级战备的情况下,它也要带动发电机发电。这就出现了在确保航速、航程的条件下主机要开到最大功率才行,如果舰艇自身太重就会形成“死重量”,将主机的功率没有用在航速航程上,反而是白白的消耗掉在了“死重量”上了…所以,降低“死重量”最好的办法就是减薄建造钢板的厚度!

现代战舰的战斗力已经不是1960年代前那些战舰可以比拟的了,已经进入到超视距打击的时代,几百公里外就能消灭敌人,但这些都是建立在各种雷达、声呐、导弹…等现代化装备的基础之上!对于战舰自身的防御,也有了诸多的手段可以击落敌方的各类反击的武器…如果再增加舰体的厚度会起到相反的作用。

现代大型水面战舰的钢板很薄,那么航空母舰的呢?

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

第一代“企业号”航母,排水量在20000吨左右,建造它时水线以上装甲带所用的钢板厚度在38毫米、水线以下为122毫米、司令塔和指挥中心为100毫米...这在当时已经很厚了!飞行甲板为木质甲板,采用北美红杉和缅甸柚木铺设,为啥不用钢板呢?是因为当时的轧板机轧制不出来宽钢板,企业号“虽小”但飞行甲板面积也在一个半足球场大小,要是使用宽度不够的钢板建造焊接和铆接工作量太大了!而且高低误差会很大,飞机起降时容易出事故,而且当时的舰载机机体结构不坚固,降落时“拍在”钢板上强大的冲击力会让飞机解体的,而木质飞行甲板缓冲作用很大...。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

第二代“企业号”核动力航母飞行甲板上的一块钢板,材质为核潜艇耐压壳体所用的HY–80高强度钢板,它是有轧棍长度为5500毫米钢板轧机扎制而成的,所以显得很宽,“企业号”核动力航母排水量85000吨,要远远大于第一代。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

CVN-80“新企业号”航母(福特级第三艘)开工仪式,前面横幅上的MADE IN U.S.A 表示这块钢板是美国制造的,从厚度上看它是舰体某个部分的用材,不是飞行甲板的用材,飞行甲板用钢板要比这一块宽大的多。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

“新企业号”这张会更直观一些,在围绳内自动切割机上面的首块钢板并不像人们想象的那样厚。首块钢板应该是舰舷位置钢板,厚度在80毫米左右。

航母用钢板并不是业界外人士想象的那样越厚越好,由于现代钢铁冶炼、轧制、热处理…工艺水平的显著提高,原则上来说现代航母用的钢板在不影响性能的条件下,反而要相对薄一些比较好,相对厚的钢板重量会很大,并且增加了航母本身的“死重量”,航母主机(反应堆、蒸汽轮机)的输出功率白白的消耗在自身重量上,而不是用在了提高航速和航程上,所以建造航母用的钢板和型材(球扁钢)都是采用低合金高强度钢。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

这张表格当中的HSLA-100就是目前“福特级”航母部分采用所用的钢材化学成分表,从厚度来看在32~152毫米之间,早年间美军的第二代核航母的“尼米兹级”建造的时候则完全采用了潜艇耐压壳体用HY-80钢,由于HY-80在1960年代末从冶炼到轧制,再到焊接都是比较困难的事情,而且价格昂贵,后来又新研制了HSLA-80钢和HSLA-100钢用以替代和减少建造成本,并且大量的使用在航母和大型两栖攻击舰的建造上,减少美军大中型水面舰艇的建造成本,现在“福特级又使用的韧性、强度更加优良的HSLA–115型钢板,福特的钢板会更薄一些 (所谓HSLA钢是:High Strengtg Low Alloys的简称 ,意为“高强度低合金钢”。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

图片里是美军“福莱斯特号”常规动力大型航母(8万吨级别)1967年7月29日越南战争期间执行任务时,一架舰载机的航空弹药(127㎜火箭)误发射击中了另一架满载弹药的舰载机,随后引起了航母上的重大爆炸事故,虽经过全力损管“福莱斯特号”没有沉没,但整个飞行甲板有三分之二报废…从大火烧扭曲的飞行甲板来看,厚度要在50㎜左右,美军的大型航母飞行甲板用钢材厚度基本一致,这是由于所搭载的舰载机型号都是一样的,它们起降时带来的冲击力也是一样的,也就是说:福莱斯特级、小鹰级、企业,尼米兹级的飞行甲板厚度没有差别。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

大型航母飞行甲板的钢板要求的是超长、超宽,宽度要在5米以上(目前最大的钢板轧机也只能轧制出5500毫米宽度的钢板)、长度要超过20米,只有这样宽大的钢板在建造航母时的焊接和铆接过程中,才能减少焊缝和铆接工作量,飞行甲板整体才会平整!如果钢板尺寸小,那么焊缝会很多、铆钉用量多就会增加细微高低误差,每一个焊缝都有误差最后所形成的“积累误差”(船舶工业的大忌)就会很大,直接影响到了飞行甲板的平整,会带来舰载机起降的重大安全隐患!20~30吨重的舰载机起降的时候速度很快的,甲板稍有不平整就会出现机毁人亡的重大事故!

至于飞行甲板的厚度要考虑在不影响性能的前提下尽量薄一些,几万平米的飞行甲板要是太厚了,“死重量”增加的更多,会极大的消耗反应堆功率。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

“新企业号”开工仪式上,切割第一块钢板时相关的人员在上面签名。

通过上面这些扼要描述就会知道航母各舱室、各层甲板、舱室的隔断…所用的钢板厚度是不一样的,大部分采用的钢板是厚度适中的中板,而非想象当中的厚板,目前美国又在原有的基础上研制出来HSLA-115 型钢,它要比HSLA-100钢更强度高一些,用它建造的航母舰体、甲板更加薄一些,更有利于减轻航母的重量,比如:经过测算用它建造的“福特级”舰岛的重量要比HSLA-100钢轻了400吨,减重效果比较明显,也很大的节约钢材用量和建造成本。

当然航母个别舱室的厚度也有超过350毫米的,比如:动力系统舱室、弹药舱室、燃油舱、氧气舱…这些要害部门是要重点防护的!必须要抗击500公斤高能炸药能量的直接打击才行, 但是要害部位的设计不是简单增加钢板厚度,而是类似坦克复合装甲那样,是多层复合材料建造的…。

现代战舰的钢板为何没有二战时期战舰那样的厚重?

美军航母正在进行抗水下兵器打击试验,距离航母几百米外水下引爆500公斤高能炸药,以检验舰体和水下以下钢板是耐冲击性能。

通过上面对大型驱逐舰和航母所用钢板的粗略说明,就可以明白:由于现代海战已经进入到了“导弹化”时代,再厚的装甲也没有实际的防护意义,同时由于钢铁工业的进步较薄的材料也能达到早年间厚钢板的各种性能指标,还有就是为了提高舰船的航速和航程也必须要减轻舰体的重量,唯一的办法就是减薄钢板的厚度。

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