潛艇耐壓殼用巨大的深度海水壓力鍛造怎麼樣?

司南有音


且不說利用海水能不能鍛造,潛艇耐壓殼體主要是一種軋製、卷圓、焊接而成的焊接件,跟鍛造有什麼關係?所以說即使能夠利用海水鍛造,費時費力去利用這樣一種製造工藝去造耐壓殼,付出的成本與得到的性能提升完全不合乎邏輯。潛艇上肯定有鍛件也有鑄件,但是與耐壓殼的筒體無關,頂多也就是加強筋、法蘭、結合構件一類的需要鍛造。耐壓殼製造沒見過,壓力容器製造總見過吧,大方面的製造流程都是一樣的,無非是潛艇耐壓殼的材料強度更高、板材更厚、卷制精度要求更嚴、焊接難度更大而已。

上圖就是俄羅斯“北風之神”級核潛艇耐壓殼的一段,話說現在潛艇製造基本上都是模塊化總段技術。總得來說,潛艇耐壓殼製造難,難在工藝、精度和製造設備上,比如說耐壓殼板材的校平、殼體板的卷制和校正、肋骨的彎制和熱處理、耐壓殼圈和肋骨的焊接坡口仿形加工、曲面開孔、上千噸大型立體分段高精度無餘量合攏、高屈強比特殊鋼材的焊接及熱處理等。這些東西吧,在民用壓力容器製造行業可以說都見的多、做的多,聽起來也沒什麼了不起。但是由於鋼材強度的大幅提高、精度要求的提高,這些事做起來的難度就呈幾何級數的增加。

上圖美國“弗吉尼亞”級核潛艇的耐壓殼的一段。對於這個題目的很多答案,在那瘋狂分析什麼還水鍛造的可能性,可能就是完全不懂工業製造,這東西根本就不需要鍛造,通俗點說就是把材料特性合適的厚鋼板軋製出來、運到生產的地方進行校平、用合適的卷板機卷制、拼焊成一個圓筒、製作肋骨、焊制殼體和肋骨、耐壓殼裡分層建造、舾裝各類設備、分段合攏,基本就完事了(當然具體細節就不能說了),跟鍛造有個什麼關係,個別零部件(鍛件)怎麼著都能做出來,用得著海水去鍛麼?

上圖英國“機敏”級核潛艇耐壓殼的一段,看得出來該開的孔開了,焊接坡口也打了,只不過還沒焊環縫和縱縫而已(不要問我為啥不用國內的圖,這個機敏級核潛艇耐壓殼的圖是英國BAE官網提供的),相信你很容易就能看出這東西就是“卷板機卷制、然後再去拼焊”。所以說,東西講出來都很簡單,做起來就是千難萬難,比方說你們整天關心得核潛艇“龜背”問題,這與以前我們做不出大直徑耐壓殼有關,別人家的戰略核潛艇耐壓殼直徑都在10米以上的時候,我們還只能做9米以下的,當然放不下彈道導彈,要搞凸出來一塊(放導彈),當然世界上絕大部分戰略核潛艇都龜背,只不過人家耐壓殼直徑大,凸出來的部分很小(通過造型把龜背修飾的不明顯而已)。

美國核潛艇耐壓殼的一段在加工,如果不說這是核潛艇的耐壓殼,你就這麼看與普通壓力容器筒體的製作有什麼區別?所以不用去想那些不切實際的技術,這東西本來就沒什麼神秘的。原來做不好是材料學、冶金工業、機床設備等各個環節不過關造成,現在能夠造,還能造的又好又大那是因為我們技術進步了唄。例如,過去潛艇總是整雙殼體,一方面是因為承襲蘇聯技術的原因,另一方面則主要是因為高強度潛艇用鋼造不出來,現在潛艇用高強度鋼整出來了,不就開始做單殼體潛艇了嘛,俄羅斯不也改行開始做單殼體了。但是鋼材強度的提高,又給焊接工藝帶來極大的挑戰,美國弗吉尼亞級就是為了減重,用來屈服強度更高的鋼材,結果焊接工藝沒跟上,造成初期建造進度很慢。再說說耐壓殼裡那一圈一圈的肋骨,這個東西也很關鍵,圓度不夠將影響整個潛艇結構的性能,而且肋骨間距太小就會因增加肋骨的數量而增重,這與通過是使用高強度鋼減薄鋼板厚度來減重相沖突;肋骨間距過大,又會引起耐壓殼結構的不穩定性;所以說,潛艇的製造技術,說起來容易,做起來那是一步一個腳印,慢慢攀巖,而且每個問題與其他問題都是環環相扣的。

另外,以前做不了大直徑潛艇耐壓殼還與缺乏相關卷板機有關,是不是很不可思議,其實這種卷板機可不是一般民用的那種,其卷制規格、可卷製材料厚度與強度、以及最後的卷圓精度要求是相當高的。以前只有瑞典能製造這種卷板機,美國以前的核潛艇耐壓殼也是租用瑞典設備卷制,而且這種設備還對咱們禁止出口。好消息是,這種設備的技術咱們已經攻克了,以後戰略核潛艇也能做12米以上直徑的,那樣核潛艇的龜背就會越來越小(反正消除龜背就那麼兩條路,要麼做更大直徑的耐壓殼,要麼在保證射程的基礎上儘可能的小型化彈道導彈)。


衛青點兵


說到鍛壓技術,我不得不跟大家聊一聊我國的鍛壓機啦。目前我國最新研製出來的最高級別鍛壓機大約有13層樓高,地上有27米,地下有15米,自身重量高達2萬噸。

這款鍛壓機能給被鍛壓的鋼材施加8萬噸的壓力,通過如此巨大的壓力來改變鋼材的物理特性,為我國生產出了讓全世界都難以鍛造出來的高質量鋼材,也為製造性能更加優異的武器提供了可能。妥妥的又一項世界第一,讓國人甚感欣慰!


我們有了世界上最能抗壓的鋼材,再將這種鋼材通過鍛壓機捲曲成圓桶狀,然後焊接封口就形成了潛艇的前期雛形,具體制造潛艇工藝本人尚在研究之中。
題主所提到的靠海水壓力來鍛壓潛艇材料,我覺得是太高估了海水的壓力了,

我們就拿一平方米的面積計算,海水每增加一米深度差不多增加一噸的壓力,就算到達6000米深度也才只有6000噸壓力,和我們的8萬噸的鍛壓機壓力,根本就沒有相提並論的可能。
如果靠這個壓力鍛造出來的鋼材,肯定也是廢材一塊,造出來的潛艇估計還沒開始下潛,就會被海水給壓扁了。


老兵帶我學軍武


那是不可行的,巨大的壓力是源於壓力差。

潛艇的耐壓殼是軋製的,然後經過卷圓焊接處理的,曉偉在這裡想說,一塊實心的鋼板,在深海里面是沒有壓力差的,你把它放進去無論是正面還是反面,壓力值是一樣的,你如何卷圓處理?

潛艇之所以要有耐壓殼,主要是潛艇內部有空間,如果內部實心化,耐壓殼幾乎不受深海壓力差。因為人生活在一個大氣壓,所以潛艇內部空間需要保證一個大氣壓,所以內外的壓差才能把潛艇壓碎。

想用深海壓力製造耐壓殼,你就得製造出壓力差,目前的技術來說就算能製造壓差,也無法把耐壓殼做成圓的,所以你說的完全沒有可行性。

更別說還有經濟因素,你知道深海撈上來一個東西多少錢嗎?俄羅斯的核潛艇至今都還在數千米深的海底,用深海壓力製造耐壓殼經濟性也不行,所以洗洗睡吧。


李曉偉


潛艇耐壓殼鍛造,在深水裡進行,滿足深水航行需要。似乎有些不可思議,耐壓殼在大壓強下,屬冷作情況,必然變形,結構斷裂,疲勞損傷,不太可能達到目的。滿足深水抗壓強度的材料,我國蛟龍號深水探測就能說明問題,它在太平洋馬裡亞納海溝就有不俗的表現,被稱作萬米級深潛器,目前只有極少數國家能做到。外行外說,蛟龍號的製作材料運用到作戰潛艇上,是可行的,但是一個複雜過程。它實際只基本解決了靜態耐壓問題,大動作狀態,脫離母船行動,又是一個全新課題。用於作戰的潛艇有沒有必要潛入幾千至萬米深度,最佳深度是多少,軍工業界定有標準。作為外行,知不知道,無關緊要。我國科學界對於所謂耐壓殼進入深海,在巨大的海水壓力下冷鍛造幾天,然後進行材質分析,找出適應深海壓強下完全不變形的材料,應用到航海領域,還不知道他們在意不?我們對話題的討論,只作聊天說事。我也提出一個問題,據蛟龍號海底探測的情況看,萬米深海域還有生物活動,還是軟體生物,竟然能承受巨大的海水壓強,它們決不會比鋼鐵堅硬。那麼,鋼鐵石塊在深海里,它們密度會不會變得很大?或變成碎沫,我知道,但不知其所以然,內行們,請賜教!


M座流星雨


還有這個想法呢?🤔🤔🤔似乎好像不是那麼回事,海水雖然擁有很大的壓強,但是這不代表就具有鍛造能力。這完全是兩碼事,不可混為一談。

海水的巨大壓力是由於海水的深度越大其海水的相對壓力就會越大,就比如說下潛的越深,就意味著你頭頂上的海水越多,那麼海水也就越重,所承受的壓力也就越大。但是問題是這是相對人體和空腔物體來說的。對於魚類是不存在這個問題的,甚至在10000多米深馬裡亞納海溝都能發展生物存在,顯然按照壓力來說無論什麼生物都無法生存的。



可是問題就是海洋生物幾乎是不存在內部空腔,不需要用肺呼吸。內部之間不存在內外壓力差,這就保證了其安全性。可是對於人類而言就完全不是那麼回事了,海水巨大壓力會直接將人體肺部空腔壓炸的,最終導致人類死亡。那麼為了保證人體在海底安全,就必須要製造出來能夠對抗海水壓力的空殼才行,這也就是潛艇的誕生。


那麼這種潛艇隨著潛艇下潛深度越大,承受的壓力就越大,潛艇外殼為了保證內部空腔的安全,就得承載的更大外部壓力。可是目前的普通鋼材根本無法承受海水帶來的巨大壓力,這就導致人類必須想辦法鍛造出來抗壓能力越來越強的鋼材。比如,現在潛艇所使用抗壓能力達到800兆帕的HY-80特種鋼材就是經過特殊工藝製造出來的,但是這也只能保證其下潛到300多米的深度。

可是對於利用海水壓力來鍛造鋼材這是扯淡的話題,剛剛咱們前面說這麼多,都是為了解釋這個問題的。海水的壓力是確實存在的,但是那是相對空腔物體而言的。對於金屬材料,比如鋼鐵存在空腔問題,那麼怎麼來鍛造呢?根本就不存在內外部的壓力差,怎麼產生壓力呢?鍛造就是要通過強大的外部壓力,迫使金屬發生金屬物理性質的改變。可是海水根本不具備這一條件,海水只是存在壓力,而無法使用。



▲8萬噸的段壓機

我這樣的解釋不知道是否輕易,希望能給大家帶來一點收穫!


淡然小司


前蘇聯在50~60年代,得益於強大的冶金技術,弄了該妙招,時過境遷,中國當今冶金和金屬加工尤其是鍛壓技術更厲害,不輸美俄。撫鋼的潛艇專用特種鋼,性能已超美俄。至於超大口徑(14m)艇身也成功製造。


完璧歸趙36


潛艇耐壓殼體是潛艇的主體結構,指的是潛艇潛入水下,能承受深水壓力,並具有良好水密性的艇體。

製造潛艇耐壓殼的材料

由於潛艇的工作環境是在海水深處,所以對潛艇的殼體要求非常苛刻,製造的工序也是極其複雜和嚴密的。

目前耐壓殼使用的金屬材料主要有兩種:鋼和鈦合金。金屬材料主要在潛艇和深潛器上使用,非金屬材料主要在深潛器上使用。

潛艇使用鋼的主要特點是,高屈服強度,高韌性,高彈性模量,強焊接性,易於成型性,抗低周疲勞性和合理的成本等。

鈦合金不但強度高,而且質量上也是特別的輕,那麼用鈦合金打造的耐壓殼也能有效的減少潛艇的負荷,這對水下航行的速度和航程起到非常大的幫助。

深海的環境不允許

另一方面,海水深處除了壓力過大之外,還有高強度的腐蝕性,海洋環境是一個腐蝕性很強的複雜的災害環境,各種材料在海洋環境中極易發生劣化破壞,還有許多人類未探明的不利因素。



因此,利用深海海水鍛造潛艇耐壓殼,以目前的技術是難以實現的。


智帝輝煌


海水的深度越大,那裡產生壓強也越大。你想直接藉助海水的自然壓力去鍛造潛艇的耐壓殼,想法豐滿,現實骨感。首先同一海深的水平面上的壓力是相同,且這個面太巨大,讓人無法操作控制,即使你能做到,你也無法讓鋼板在水中成型為潛艇的耐壓殼。

其實,你想法的原理早在使用之中,只不過水壓機中的水壓是通過加壓來實現的罷了。


江山64466859


專業性太強,全世界科學家都在找這種抗壓強的方法


和諧攝製A


我們國家潛水壓力技術還是很強大的,去年下水了蛟龍號。作戰潛艇的重要科學技術是在靜音上面。潛艇自身噪音和殼體覆蓋的吸波材料才是關鍵,因為攻擊潛艇武器是靠聲吶定位敵人的,聲吶也是聲波(這兩個做得好可以做到覓蹤)


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