分段建造怎麼保證軍艦的龍骨強度?這背後隱藏著海軍下餃子的祕密

龍骨指的是在船底中央連接船首和船尾的一個大型縱向主構件,在龍骨上面會安裝橫向的船肋,形成船隻的主體基本結構。龍骨通常是由長而粗的樹幹製作而成,因其形似中國古代的龍,而得名龍骨。在木帆船時代,龍骨主要起的就是承重受力作用,龍骨的長度通常決定了船隻的長度,而現代軍艦全部使用高強度的鋼鐵結構打造而成,承力已經分散到整個船體,所以傳統意義上的龍骨基本上已經消失,而分段建造工藝的出現更是將龍骨打入了死牢。我們現在常常聽到一艘軍艦鋪設龍骨,其實不過是一個儀式而已。

分段建造怎麼保證軍艦的龍骨強度?這背後隱藏著海軍下餃子的秘密

​分段建造雖然分為曲面、平面、立體等多種不同分段建造法,但是總體來說流程都差不多,都是事先造出不同的船體大小分段,然後再使用焊接的方法將這些分段在船臺上組合成一起,最後就成為一個完整的船身。船身建造完畢後,接下來就要進行艦橋或者艦島等上層建築分段的吊裝,直到船舶的舾裝,塗漆等作業全部完工,最後才算是真正完成了一艘軍艦的建造。傳統的龍骨在分段式建造中已經不復存在,唯一能夠稱之為龍骨的就是分段式船身焊接後連接船身的底部鋼樑結構。

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​(福特級航母的分段拼接)

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​那麼在分段建造中分段船體是如何能保證焊接處的強度呢?遇到大風大浪,焊接處會不會有開縫斷裂的危險?其實對於這個我們完全不必擔心。目前各種氬弧焊、二氧化碳保護焊、電渣焊、分段對稱焊接等眼花繚亂的焊接手法以及各種切削填縫打磨工藝足以將各種厚度的板材焊接的嚴絲合縫。更重要的是軍艦焊接多采用金屬性能高於船體母材3%到5%的焊材,目的就是抵消由於焊接高溫所導致的焊接處材料的機械性能的降低。

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​而在焊接過後,還會經過各種應力試驗以及探傷檢測,如果有微小的裂縫形變,都會重新加固甚至是推倒重來,所以無論是外表的一體性還是內部金屬性能的一致性,焊接處都完全能夠達到甚至超過母材的本身強度和韌性!因此完全不必擔心焊接處的強度問題!

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​也正是因為分段建造對於鋼材焊接性能有較高的要求,因此很多材料儘管絕對強度和屈服強度非常高,也不能用於軍艦建造。比如我國前陣子喧鬧一時的號稱屈服強度在2200Mpa的超級鋼,有些不負責的自媒體宣稱用它製造的潛艇可以下潛到一千米水深,各種秒殺美俄歐日。

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​實際上這也是扯犢子,因為這種超級鋼本身就是含碳量在0.6%以上的高碳鋼,焊接性能不佳,只能用於民用汽車等超薄鋼材的加工,如果要用於潛艇耐壓殼這種較厚的板材加工,最後的結果很可能就是即便經過預加熱過程也完全焊接不上。所以目前美俄等國家已經基本放棄了鈦合金這種焊接性能差、屈服強度高的板材,轉而使用屈服強度適中,但是焊接性能良好的低碳合金鋼用於軍艦建造。

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​解決了焊接問題,分段式建造就完全不存在技術問題了,而且相比於傳統的整體式造船法,分段建造可以同時進行多個部位的建造,效率提升了至少三倍以上,目前已經成為大型民船、軍艦的標準建造模式!分段式建造法在二戰中由美國發明,五十年代在日本民船建造中得以發展,後來在七十年代經過蘇聯集大成式總結,成功的制定出分段建造的整個細分流程。我國也於80年代中期從國外引進了船舶分段建造的技術,目前包括052CD驅逐艦、055大驅、071兩棲攻擊艦、國產航母等等先進艦艇都是採用的分段建造法,大大提升了建造效率,這一工藝的大範圍推進也是我們的軍艦能夠高速下餃子的重要因素!

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