周农工业短板 除了众所周知的发动机以外 中国军事工业还有一大“短板”
图:091核潜艇是中国第一代核潜艇,由于钢材强度有限,其最大工作深度不会高于350米。
在军舰研发中,最好的钢材都会用在高端潜艇上,因为它要承受来自水下的巨大压力,对整体结构强度的各方面要求是水面舰艇所难以相比的。目前中国屈服度最好的980钢由洛阳船舶材料研究所——也是我国唯一从事舰船材料和工艺研究的单位领头研发,经过焊接等关键配套工艺研究、结构模型验证等流程,目前广泛应用于国内新一代核潜艇制造,占全部钢结构比例的50%以上。
图:日本苍龙潜艇
军事专家巡航者介绍,中国海军094核潜艇通过采用980钢,最大潜深比上一代核潜艇增加100米以上,应该在450米左右,大大提高了生存能力和威慑力。但是日本海上自卫队的日本的“春潮”、“亲潮”、“苍龙”三艘AIP常规潜艇由于应用了屈服强度1108MPa的NS110钢材,所以潜深可以达到500米左右,也就是中国海军核潜艇的极限潜深甚至达不到日本海自常规潜艇的极限潜深。
图:苏俄阿库拉攻击核潜艇
潜艇用钢是用于建造潜艇耐压壳体的低合金高强度钢。大多数的潜艇通常都具有双壳结构,即外壳和内壳。外壳主要用于改善潜艇的流线型,减小潜艇航行时的阻力,但不承受任何压力;内壳主要用于承受潜艇在一定深度海水中航行时由水深引起的静压力,因此内壳又称为耐压壳。
二者相比,对潜艇耐压壳体的要求更高。潜艇用钢不但要求具有高强度(承受深水的静压力),而且要求具有高韧性(保证遭受炸弹攻击时的良好抗爆性能),因此国外也把这类钢称为“强韧钢”。
军事专家巡航者指出,潜艇的钢材难以研发,更难的是在于加工,这有两个原因,一是高强度钢意味着复杂的合金,这些金属元素的熔点各不相同,有些在高温下还会与空气产生复杂的化学反应,所以对工艺流程的要求特别复杂,有的甚至必须在真空或者特种气体的保护下才能焊接。美国在建造“海狼”级时就吃足了苦头,由于HY100难以加工,最终合格率只有50%左右,被迫大量返工。
二是因为厚板材难以加工,潜艇的耐压壳往往有几厘米甚至十几厘米厚,所以焊接的难度很大,如果处理不好,往往造成虚焊,典型的就是日本自己的“苍龙”,由于厚度增加不少,导致焊接难度增加了一个台阶,所以三菱重工才觉得棘手,不得不重新培训焊接工人。
当然,中国都能生产航母和核潜艇了,说明在钢材方面和发动机一样正在逐步克服“短板”,未来达到日本的水平应该不是什么问题。
