龐然巨獸的形成之路:詳解航母建造過程

航母的建造是一項龐大的系統工程。千頭萬緒,不一而足。在航母上船臺之前,研製機構和船廠要做的工作包括:設計準備、計劃準備、技術準備、工藝準備、人員材料和設備準備、工廠場地和設施準備等。

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圖1:航母在船塢中施工示意圖

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圖2:航母建造流程圖

鋼材備料是一個造船業的專有名詞,指的是將造船所用的鋼材送入預處理線(矯平、噴砂除鏽、底漆)。鋼材預處理流水線詳解:首先是下料車間,。鋼板到廠後,首先要進行校平,成為平整的鋼板才能使用。接著去除鏽。一般要求除鏽等級要達到Sa2.5級,即鋼板表面應不可見油膩、汙垢、氧化皮、鏽皮、油漆、氧化物、腐蝕物、和其它外來物質(不包括疵點),但疵點限定為不超過每平方米表面的5%。在鋼材除鏽並清潔後,進入噴塗室噴塗車間底漆。

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圖3、圖4:船廠的下料車間、鋼板校平機,到廠的鋼板首先在這裡校平(圖中拍攝的是大型民船所用材料)

樣經過預處理的航母鋼板才能送入加工車間進行切割。

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圖5:計算機軟件控制的數控切割機切割出的零件

航母用的鋼板經過預處理和號料之後,就可以開始用來製造航母構件了。航母船體構件的加工可分為船體構件的邊緣加工和成型加工兩個部分。

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圖6、圖7:乾式/半乾式抽風除塵等離子切割機和水下等離子切割機

首先講邊緣加工,共分為兩個大步驟,第一是按照號料後(套料的船體鋼材)在鋼材上劃出的船體零件實際形狀,利用剪床或氧乙炔氣割、等離子切割進行剪割分離。第二是切割完的部分零件的邊緣還需要用氣割機或刨邊機進行焊縫坡口的加工。航母艦體構件的成型加工主要是對艦體的彎曲構件在邊緣加工之後進行彎曲成型。可分為板材成型加工和型材成型加工。

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圖8:船廠的激光切割機

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圖9:中厚板等離子開坡口機器人切割系統

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圖10、圖11:造船廠的成型加工車間 ; 可以看見各種成型加工所需要的設備

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圖12、圖13:造船廠的大型柱式油壓機和懸臂式油壓機

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圖14、圖15:用空冷法水火彎板法處理大面積的彎板

在完成以上這些步驟之後,我們的工人才算有了“基本零件”,可以開始航母的部件拼裝了。航母的船體部件拼裝,指的是兩個或者兩個以上的零件拼裝成組件(小組立),兩個或者兩個以上的組件拼裝成部件(中組立)的生產過程。常見的部件拼裝包括甲板和艙壁板組件的拼接、T型材裝配、肋骨框架的拼裝等等。

部件裝配焊接:又稱小合攏。將加工後的鋼板或型鋼組合成板列、T 型材、肋骨框架或船首尾柱等部件的過程,均在車間內裝焊平臺上進行。

裝配就是將加工合格的船體零件組合部件、分段、總段,直至船體的工藝過程。航母的船體裝配分為船體結構預裝焊和和船臺裝焊,其中船體結構預裝焊又分為部件裝焊、分段裝焊和總組裝裝焊三道工序。

由於航母的塢期較長,所以在航母入塢前,分段一定要有足夠多的數量,這樣才能減少在塢時間。分段是否能按時生產對整個施工計劃的安排有決定性的作用。所以航母塢期期間其餘民船應該是停止了分段建造或在其他地方建造。從建造工程啟動開始計算,9個月後,建造區室外的場地內應該全部都是航母的分段了。

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圖16:伊麗莎白號的船尾(04號底座)重11300噸,搬運工作耗時3小時,動用了450個遙控搬運器。

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圖17:美國的“福特”級航空母艦就是使用塔式建造法。塔式建造法。建造時以中部偏後的某一底部分段為基準分段(對於中機型船舶,也可取機艙分段),由此向前後左右,自下而上依次吊裝分段。在建造過程中所形成的的安裝區始終保持下寬上窄的寶塔形狀,故稱塔式建造法。塔式建造法安裝方法簡便,有利於擴大施工面和縮短船臺週期。


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