航空母舰的甲板用什么材料制造的?

用到了哪些材料,有多厚?

航母的甲板分为不同的时期,现代航母甲板为专用的特种合金钢,而过去则使用钢木混合结构。

早期的美国航母采用了一定程度的柚木,但因为柚木大多生长在日本人控制区,因此1941年以后的美国航母大量使用了“道格拉斯冷杉”作为甲板材料,这是二战美国航母的首选。

这种木材对飞机的着陆具有不错的防护能力,能良好的吸收飞机着舰时的冲击力,耐磨性高,能顶住每天数百次的阻拦索滑动,并且具有非常低的碎片系数,在发生坠机、爆炸时不至于碎片四溅。

飞行甲板以外的边缘甲板则采用了来自俄勒冈州的松木铺设,在埃塞克斯级航母上,边缘板和升降机处甲板使用了3英寸厚的俄勒冈松木。

升降机面使用了 3/4英寸(1.9cm)的特种合金钢层,飞行甲板除了表面的道格拉斯冷杉木,下面还铺设了带镀层的装甲钢,厚度约9cm。

使用木材的原因主要是因为木材具有弹性,重量比钢铁轻,不容易打滑和易于维修。在战时,遭遇事故的木头甲板很容易维修,工作人员只需要将受损和烧焦的木板拆掉,换上新的木材或能替换的板材即可。

而且水手们也很喜欢木材,太平洋地区气候潮湿,温度忽冷忽热,纯钢铁甲板会让甲板人员相当难受。

此外,按照美军当年的说法,航母甲板在激烈的作战中,免不了会有大量的燃油因加油、泄露、坠机等各种原因弥散在甲板上,这很容易让人滑倒。而且,如果有人员掉落的扳手工具砸在金属面上打出火星,会导致航母发生火灾危险。

日本航母“大凤”号就是因为油气弥散,又好死不死坠毁一架战斗机而导致的火灾,最后引发连续爆炸,一艘新锐航母活生生烧光了。

不过美军最后还是进一步强化了钢板的厚度,主要是战争后期日本自杀飞机太多。而且,厚钢板也有厚钢板的好处,战争后期的飞机越来越重,有些飞机在降落时会偶发起落架倒塌事故,继而啃掉木头甲板,因此50年代以后美军航母淘汰了木飞行甲板。

日本的航母采用的就是柚木甲板,这种木材被普遍使用在日军的舰船上。(由于资源不足和保密需求,日本也使用了松木和柏木、桧木)

日本从“大凤”号开始使用装甲甲板,成分为20mm的低碳钢+75mm均质含铜合金钢组合成的复合甲板,据称能顶住俯冲轰炸机投下的500kg航弹。

除了木头带金属的飞行甲板外,还有10mm的机库舱顶板,中间做了0.7mm间隙,用以防备炸弹穿舱。木材外面还有层油毡,含有石棉材料,可以起到防滑、吸油、阻燃的作用。

现代航母已经采用了全钢飞行甲板,为了替代木材,人们使用了防滑甲板涂层来解决问题。美国航母使用的是单组分和双组分军用级环氧防滑涂层,据称能抵抗时速170英里的战机着陆冲击,并承受1.5万次的尾钩拖磨,还能抵御液压流体、油脂、腐蚀性化学品和恶劣的天气影响。

甲板金属材料方面,以前的尼米兹级使用了HY-80钢,后来换成了HY-100和HSLA-100型钢,平均厚度为500mm。后来的福特级航母采用了更新的HSLA-115钢,平均厚度依然是500mm,据称可以承受8吨冲击。

航空母舰的甲板用什么材料制造的?

航母甲板使用的是特种合金钢制造而成,平均厚度不足40毫米,是不是不可思议?以世界上现役最强大的美军尼米兹级核动力航母为例,其航母甲板最厚的地方莫过于飞行甲板,但是也不过50毫米,而像一些无足轻重的地方,比如机库下方甲板厚度只有38毫米,而舱室通道顶层甲板则普遍不超过20毫米厚。航母甲板之所以要设计的如此薄,第一是为了减重,航母动力虽然强劲,但是总重最低也在一万吨以上,如果甲板厚度要设计的如战列舰那般厚实,重量肯定超标,有人曾经计算过,如果尼米兹甲板设计成30厘米厚,以1.8万平米的面积计算,光甲板重量就接近6万吨,算上其他重量,航母总重最少超过15万吨,这样下来,即使40万马力的发动机也只能跑10节的龟速,那还打个屁的仗啊?第二是为了增加舱室容量,尼米兹航母一共有12层甲板,如果每层都增加十厘米,那就是1.2米,这样下来每层舱室的容量都会大大缩减,不光是水兵生活环境更加拥挤,能够容纳的舰载机和油料弹药补给等等也会大为缩水,这将极大的影响航母战斗力。

航母甲板虽然薄,但也不是等闲之辈,它既要承受几十吨舰载机的强力冲击摩擦,还得忍耐几千摄氏度尾焰的高温炙烤,又要在高盐高湿的环境中防止锈蚀,所以甲板钢材都是添加了多种稀土元素的特种合金钢,屈服强度多在500MPA以上,而且有极好的耐腐蚀和抗冷冲击性能,为了应付磁性水雷,这些钢材在制造之时都经过了强力消磁,所以别看航母甲板钢外表粗犷,其实里头学问大着呢,目前全世界能制造航母甲板钢的国家一个手就能数清楚。(我国大部分甲板钢由鞍钢生产)

钢材虽好,但是摩擦力不足是天性,这样的话舰载机在起降作业中很容易摩擦摩擦似魔鬼的步伐,一不小心就可能栽进海里。因此,为了加大摩擦力,航母甲板上还会喷涂特殊的甲板涂层,这种涂层由三氧化二铝、硫酸钡以及环氧树脂配合调制而成,摩擦力系数可以达到0.7以上,喷上这种涂层的航母甲板不仅舰载机起降安全有了保障,人走在上面也有一种柏油马路的Q弹感,一个字形容:倍儿爽!

航空母舰的甲板用什么材料制造的?

航空母舰因为要承载各类舰载机的起降,所以对甲板提出了很高的要求。那么航母的甲板有多厚呢?就像坦克一样,航母这样的大型海上目标,很容易成为敌人的活靶子,所以防护能力自然要提高。具体到甲板上来说,美国航母最厚的甲板大概有65毫米左右,其他飞行甲板的厚度大概在40毫米左右,如此厚度,可以满足大部分的作战需求。

可是最早的航母甲板却是用木头做的,在木头下面用钢材结构支撑。这是因为早期的舰载机都是螺旋桨式的,重量比较轻,不会对甲板造成太大的冲击。但自从进入喷气式飞机时代后,舰载机上航母,由于重量大,速度快,尾焰温度高,所以研制了钢板甲板来满足舰载机的起降。

如今的航母甲板,不仅采用特殊技术处理的钢板组成一个巨大的飞行甲板,还在甲板下面使用各种加固结构的支撑。这样的钢板完全能够承受30吨战机的降落,甚至从高空砸下来的重量。不仅不会变形,甚至连痕迹也不会留下来,而且航母钢材的耐用性和强度很高,要经历成千数万次的起降冲击。截止目前,能够制造这种飞行甲板钢材的国家只有中美俄英四个国家。当年瓦良格号航母开到我国时候,虽然好多年没有维护了,其飞行甲板也生锈了,表面看上去很破。但是把锈迹除掉后,其钢板跟全新的没什么差别。由此可见,航母甲板的好坏是也很考验一个国家造船技术的。(欢迎关注第一军情,若有其他问题,请军迷朋友们在评论区留言。)

航空母舰的甲板用什么材料制造的?

不同于二战中的航母甲板,随着舰载机的逐步升级和现代电子设备的不断更新,对于航母甲板的制造工艺要求越来越高,也是这个原因,世界上很多想建设航母的国家因为无法攻破甲板的制造工艺而止步不前,那么现代主流的航母甲板是用什么材料建造的呢,它到底又有多厚呢?

经过上万种钢材、合金板的试验中,世界海军大国纷纷得出结论,钨合金耐冲高强度钢板,是目前建造航母甲板最理想的材料,另一方面,在高屈服强度的指标下,甲板的厚度基本不会超过30毫米,而对于小型航母,航母甲板甚至只需要不到22毫米就可以满足需要。

在该合金耐冲钢材的材料中,高密度的钨元素是最主要的也是最难突破的技术之一,航母甲板需要的钨元素在合金钢板中的含量要超过百分之三十,这是除了世界几大军事工业国之外,都无法达到的目标。含钨量一旦无法达到指标,钢材的屈服强度就会不满足需要,在多次的舰载机降落之后,就会产生变形的状况。

而耐冲技术,不同于锻造和铸造工艺,刚性与厚度无关,因此,只需要考虑甲板的最大受力大小即可,在航母的设计之初,就会考虑到甲板上停放的舰载机的重量问题,在长时间海上航行中,别的微量金属元素则起到防止海风海浪腐蚀的效果,在大量架次的战机起降后,保持航母甲板不变形、不损坏,是考验钨合金耐冲击高强度钢板制造工艺的最佳佐证,因此,航母的作战效率如何,与航母甲板的制造水平有着最直接联系。

航空母舰的甲板用什么材料制造的?

航母甲板的材料就是钢,但是这不是普通的工程用钢,而是各方面性能都远超普通钢材的特种钢,举个例子,航母甲板用钢的其中一项数据指标“屈服强度(指金属材料的抗形变能力)”是一定要大于500MPA的,比如美国的“尼米兹级”航母,甲板使用的是钢材型号为HSLA-80,而最新的“福特级”航母,甲板使用的钢材型号为HSLA-110,这两种钢材的屈服强度都达到了550MPA以上(据说福特的接近800MPA),那么,这个550MPA是一种什么概念呢?来做一个对比,我们在平时见到的那些用来建造桥梁、建筑物或者是民用船舶的钢材,也就是在民用工程建造中的各种高强度钢材,它们的屈服强度一般为只有300MPA!

▲美军“福莱斯特号”航母甲板

于航母甲板的厚度,则是只有几十毫米,一般在50~60毫米左右看上图,是美军的“福莱斯特号”航母,从图中可以看到甲板的厚度并不厚,想要几十厘米的厚度是绝对不可能的,先不说以现在的技术能不能做到一次性成型几十厘米厚的匀质钢板,就算可以,也不现实,大家要知道这是钢板,不是木板,航母的甲板面积摆在那里,要是甲板的面积就有几十厘米厚,那么单是甲板的重量就超过航母的排水量了,所以,这也是为什么航母的甲板用钢对材料要求那么高的原因之一,只有五厘米左右的厚度,但是却要承受几十吨重的战机在降落时带来的高速冲击,以及起飞时高温尾焰的炙烤,这两种极端环境对甲板的性能要求是一个非常大的考验!

除此之外,航母的甲板建造还有一个要求,那就是焊接点越少越好,为什么?因为焊缝越多,使用时间长了就越容易出现质量问题,比如断裂、塌陷等,原因跟前面说到的战机起降时带来的极端挑战有关,毕竟长时间面对战机尾焰的炙烤以及巨大的冲击,焊接处出现问题的可能性也就越大,所以,航母甲板用钢对一体性的要求也非常高,需要更加的“大块”的钢板,即更宽、更长,而这种超长、超宽的钢板想要一次性成型,就需要一种巨型的宽厚轧板机,能一次性轧出5米以上宽度的厚钢板,而这种巨型宽厚轧机技术是一个国家工业底蕴的体现,全世界现在能造这种级别轧板机的国家没几个,而我们国家就刚好能造出5500mm宽度轧机的国家!宽厚钢板除了在航母上用得上之外,潜艇的耐压壳也同样需要!

▲鞍钢的5500mm厚板生产线

再来说一下航母甲板的表面涂层,大家不要以为航母的甲板直接把钢板铺上去就行了,上面是还有一层特殊材料涂层的,这些涂层主要对甲板起到防护和防滑的作用,比如防高温、防腐蚀以及增大摩擦力等,那么这些涂层又是一种什么材料呢?大概查了一下,从美国海军研究实验室的网站公布出来的资料显示,这是一种“新型硅氧烷基防滑和顶部涂层”,被广泛使用于美国海军的水面舰艇,如下图所示,图中的“a novel siloxane-based nonskid and topside coatings ”的意思就是指“一种新型的硅氧烷基防滑和顶部涂层”。

▲美国海军研究实验室网站截图

除此之外,美国海军研究生院有一篇关于甲板涂层的分析报告,里面提到了过往那些涂层的主要成分配比是:54%的铝和46%的陶瓷粉末,如下图所示,红线处的“which is made up of 54% aluminum and 46% ceramic powder.”,总之,不管是航母还是其他的海军舰艇,其甲板以及其他关键部位的表面都是有覆盖涂层的!▲美国海军研究生院报告截图

航空母舰的甲板用什么材料制造的?

梁老师说事为您回答这个问题。

过去航母的甲板是木头板子,现在航母的甲板是钢板。当然这个钢板可不是什么普通的钢板,而是一种特种合金钢。

就这种合金钢在2013年之前,全球仅仅只有两个国家可以制造,一个是美国,另一个是俄罗斯。

如今在这个航母合金钢领域中,又多了我们一家。

那么这种合金钢有什么特殊之处呢?

说一组数据就明白了。

在航母上最薄的地方,采用的合金钢,使用在了舱室通道的顶层甲板上,连二十毫米的厚度都没有。

最厚实的地方,就是航母的甲板,但这个地方甲板厚度最多也就五十毫米,其他普通的地方厚度也就在三十到四十毫米之间。

(注:装了装甲的地方不算,这个地方的厚度可以达到三百三十毫米)

所以航母上采用的合金钢给人最直接的震撼就是她的厚度,如此薄的厚度,支撑起了舰载机的起飞和降落。

要知道如今被称为优秀的战斗机,个顶个的重,体重不到三十吨的,都不好意思出来表示自己是主流战斗机。

这么重的分量放在甲板上什么也不动,三个轱辘给航母甲板的压强也是大得惊人。

而舰载机降落的时候,是在加速的情况下狠狠拍在航母甲板上,再由阻拦索钩住舰载机实施降落的。

又是三十吨,又是全力加速,又是拍在甲板,这要是一般的钢板,舰载机落到甲板上,就已经变成了一个大窟窿。

而航母甲板对于这种事,司空见惯了,平常训练的时候,都得砸这么几十下,要是遇到实战的情况航母甲板被砸上百下都是稀松平常的一件事。

而不到五十毫米厚度的航母甲板,全部都能撑过去。

所以不到五十毫米的厚度,就已经是航母甲板非常惊人的一个数据了。

说道这里问题就来了。

航母的甲板为什么就制作不到五十毫米的厚度,难道加厚一点不好吗?非要给自己找麻烦?

还真就不好。

做个简单的例证。

话说航母的动力确实强大,尤其是核动力航母的动力,十几吨的排水量依然能跑出三十节以上的速度。

但航母上的重量也是很精贵的。

不说别的,美国的尼米兹航母其实在当下技术还是相当不错的。

但美国依然推出了他们的福特级航母。

当然了,美军推出福特级航母的原因有很多,但其中有一条就是,现在尼米兹级航母上的排水量已经被挤占一空。

美军想要在尼米兹级航母上,做些试验,或者加装一些装备已经变得非常的困难了。

所以美军在打造福特级航母的时候,就要求建造方,给美军预留出3%到8%之间的排水量,给未来的美军使用。

这也是为什么,福特级航母要比尼米兹航母大很多的原因之一。

所以航母上使用的钢板能够消减哪怕是一分,对于航母来说,战斗力都是唰唰的往上涨的。

用数据来说解释会更加的靠谱。

以尼米兹航母为例,这艘航母的甲板光一个飞行甲板的面积就接近了两万平方米,舰岛和升降机全部算上,差不多就有两万五千平方米的面积。

那么就以飞行甲板的厚度为例,将其直接增加到三十厘米,最终增加的重量就要达到六万到七万吨,多出了五万吨左右的重量

要知道一艘大型航母的排水量也就是六万吨以上。

所以光一个飞行甲板的厚度增加之后,用掉的钢板重量就已经毕竟一艘大型航母的排水量了。

那么航母的作战效能势必会被减弱。

同时因为重量增加,航母想要跑出三十节的作战速度就别想了,慢悠悠的航速,直接将这航母当成运输船就完了。

再有一点,航母甲板使用的钢材如果厚度太大,如何去焊接呢?

要知道,如今的舰船,焊接是最为普遍的一个制造技术。

所有的现代化军舰,基本上都是使用分段式建造的,这种分段式建造,不仅有舱壁分段,甲板分段,还有上层建筑分段等等。

除了这些分段建造的部分,航母的甲板以目前的技术是没有办法,直接锻造出一整块的甲板,依然是一块块块钢板焊接出来的。

要知道,在航母的建造过程中,焊接工作,占据了整个航母建造工作的三分之一。

那么在焊接工作中,四十到六十毫米的焊接,其实已经属于超厚钢材的焊接了。

这种厚度的焊接,并不是在日常生活中看到的那种,拿着一根焊条,刺啦刺啦地蹲在哪里焊接。

而是先将焊接口用焊接料给塞进去,然后使用电弧将这些焊接口中的焊接料进行加热。

当焊料彻底融化之后,这两块钢材焊接并没有完成。

要知道飞行甲板是要承受三十多吨重的舰载机加速拍上去的力度,简单的一道焊接根本没有办法保证焊接缝的强度。

所以了为了保证焊接的地方强度上去,这种塞入焊料使用电弧融化焊接料的工作,要前后进行五到十道的反复焊接,这才算是完成全部的焊接工作。

如果钢板达到了三十厘米的厚度,这种焊接工作将是一种怎么样的工作量。

关键是越厚,焊接的难度就越大,根本就没有办法保证焊缝的结实程度。

关于这一点,最后再说一句,要知道目前一块航母钢材她的宽度是五点五米,长度达到了四十米。

非常巨大的一块钢板,当然这也是为了减少焊接的工作量,所设计的大小。

这么大一块钢板,厚度变成三十厘米,想想它恐怖的重量,这会带给焊接工作怎样的难度。

而一艘航母像尼米兹那样的排水量,飞行甲板就已经毕竟两万平方米了。而普通小一点的航母飞行甲板都在一万五千平方米以上的。

所以在航母上使用的甲板钢材,能造的多薄,就要造的多薄,这是没有办法的事情。

当然了,别看航母甲板采用的刚才是很薄,但各方面的能力是相当突出的。

航母钢材的特点。

目前战斗机不光是重量,尾部喷射出来的火焰,不是红丢丢就是蓝汪汪,这代表着舰载机喷出的火焰高达非常高。

一旦开了加力,温度往往高达一千五百摄氏度以上,不开加力都在一千摄氏度左右。

所以一般的钢板在这种火焰的喷射下,时间一长就会红透了。

不说人站上去是什么感觉,飞机轱辘再耐高温,也受不了这温度的。

其实这些还不算什么?要知道航母是活动在大海之上的。

海面上的湿度很高的,如果遇到没有风的天气,温度更是高得惊人,人都没法在甲板上活动。

所以航母甲板其实是处于高湿,高热,在加上海水的盐度,高盐的环境中。

这种环境最可怕的地方就是对钢铁有着极强的腐蚀性。

所以航母甲板的钢材中,还要添加各种微量的元素。

而这种微量的元素,种类一样,含量不同表现出来的特性也是不一样的。甚至是种类一样,含量也相同,在加工的过程中,温度有些许的差别,或者是炙烤的时间差上那么一丢丢的时间,表现出来的特性也是不尽相同的。

话说道这里,其实已经很好理解了。

别看航母甲板一块块钢材大得惊人,看起来特别的笨重,给人感觉没什么技术含量似的。

其实并不是,这也是为什么,世界上能够生产航母用的甲板钢只有有数的几个国家。

这其中包含的能力是相当大的。

其实这个邻域叫做材料学,材料学这个东西不是说依靠发明创造就可以得到东西,而是需要长年累月,对各种材料的数据收集和积累的基础上才能获得的一个能力。

在这里必须说一下航母使用钢材的一个缺点。

摩擦力,想要让舰载机更快地停下来,就必须让舰载机和甲板之间的摩擦力增大,这样会减少阻拦索的力道。

而这个缺点但凡是钢材都是无法提高摩擦力的,因为任何钢材的表面,是无法做到增加摩擦力的,钢材的表面会是光滑的,带了毛刺的话,飞机的轮胎都能扎破了。

那么初中的知识就学习过了,想要增大摩擦力,就需要增加压力,增加两个物体之间的表面的粗糙程度。

这个时候,就需要对甲板钢材的表面进行处理了,喷上一种特殊的甲板涂层。

这种东西其实就是三氧化二铝和硫酸钡,再添加一些其他东西调制而成的东西。

据说这些东西涂抹倒甲板上,可以将摩擦系数提高0.7以上。

而人走在这些喷涂了涂层的甲板上,感觉像是走在了地毯上,这也会给在甲板上的人员提供一个很好的安全保证。

毕竟在航母上工作,万一掉海里,这可是一件相当麻烦的事情。

航母作为一种体积庞大的军事装备,想要让它停下来,掉个头,这难度绝对高。

这得启用直升机去救援才成。

当然这都是题外话了。

其实航母使用的钢材还有一个特点,很多人都忽略了。

什么特点呢?

生活的常识让人们都知道,磁铁是会吸引铁的,甚至是吸在铁上需要很大的力量才能将磁铁扒下来。

而且磁铁的定义都是,能够产生磁场可以吸引铁,钴,镍等物质的东西。

依据这个原理,人类就开发出了磁性水雷这种大杀器。

一般情况下,军舰其实就相当于一个大磁铁,为什么会这么说呢?

在生活当中,其实有一个现象很多人没有注意到。

比如螺丝刀在被敲击之后,就会带上一定的磁性,具有了吸附小螺丝钉的能力。

在这里就不解释这个原理。

那么军舰在建造的时候,这种敲击是天天在发生,而且可以说是不会中断的。

所以一般情况下军舰出厂之后,都是带有磁性的。

再加上地球本上就是一个大磁体,在地磁场的加强下,军舰的磁力又会进一步的加强。

所以磁性水雷遇到军舰,就会主动的贴上去,进而攻击军舰的。

除了磁性水雷之外,还有其他磁性攻击武器。

那么一艘航母如今的造价,一代比一代高。

就拿尼米兹级航母来说事,一艘六十多亿美元,倒了福特级航母就已经追加倒了一百三十亿了。

这么贵的武器装备,被一枚磁性水雷攻击了,这也太心疼了。

所以航母使用的钢材,还要有一个特点就是磁性为零。

哪怕是航母使用了很多年,它使用的钢板依然要保持磁性为零的特征。

所以这一个特点,又把航母钢材的难度提上了一个大的台阶,一般的技术积累,还真就破不了这个特点。

说到这里,问题来了,那么有没有可以替代航母甲板的材料呢?

这个想法其实很好,在航母经历的这一百来年的时间当中,还真有想用其他的材料代替航母甲板。

比如在二战中,日本的信浓号航母。

当时在中途岛战役中,日本一口气就被美军用无谓式俯冲轰炸,炸掉了三艘重型航母。

而且还是在十分钟之内做到的。

所以日本就认为,航母的防御力太过薄弱了,必须增加航母的防御力,防止再出现,美军轰炸机用俯冲轰炸的模式,将炸弹穿透几层甲板,在航母内部爆炸的事情发生。

于是日本就将信浓号航母的飞行甲板装上了七十五毫米厚的甲板装甲,除此之外,他们还为飞行甲板覆盖了一层二百毫米厚的钢骨水泥。

所谓的钢骨水泥,说到底其实就是钢筋混凝土。

这信浓号航母造出来之后,日本还是非常有信心的。

要知道在当时,信浓号航母可以说是巨舰,是当时世界上排水量最大的航空母舰。

在1960年美国的小鹰级航母出现之前,它都是最大的航母。

结果信浓号航母,在第一次正式试航,开出去也就二十个小时之后,就被美军给击沉了,忽忽悠悠的就沉入了大海。

这就让信浓号航母,成为了世界航母史上最短命的航母。

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