建造一艘航母有多难?
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航空母舰是现代海上军事力量的核心装备,尤其是大型核动力航母更是目前所有海军装备中结构最复杂、设计建造难度最高的舰艇。现代航空母舰与二战时期的航母,在设计要求和性能指标差别巨大,想要利用商船或者其他舰艇改装为一艘现代化航母几乎是不可能的。也正是由于现代化航母技术难度越来越高,目前能够自主设计、建造航母的国家也就只有美、英、法、中等少数几个国家,而大型航母则只有美国一家具备能力,由此也足以说明建造航母的难度之高!
目前世界上吨位最大、技术水平最高的航母:.美国“福特级”核动力航母
以技术含量最高的大型核动力航母为例,自1965年全球首艘大型核动力航母服役以来,半个多世纪过去了,连“企业号”航母都已经退役拆解,直到目前仍然没有任何一个其他国家具有建造大型核动力航母的能力,难度可想而知。简单来说,建造航母的难度主要体现在以下几个方面:
拆解中的全球首艘核动力航母“企业号”建造中的“福特号”核动力航母(近)和远处正在被拆解的“企业号”航母
1)设计:现代化航母结构设计极其复杂,尤其是现代化的系统配置要求不同功能的设备、仪器等都满足各自要求的条件,涉及的隔间、设备/人员舱室多达数千个,如何在有限的船体内合理布置各设备、系统、隔间等需要有强大的统筹设计能力。
美国“尼米兹级”核动力航母截面,结构极其复杂英国“伊丽莎白女王号”航母结构正在进行改造的日本海自“出云级”轻型航母
2)材料:现代航母全部配置喷气式舰载机,起飞/降落重量高达20-30吨,高温尾焰和巨大的起飞/降落冲击力对于航母建造材料性能要求极高。据称印度仍泡在水里的国产航母“维克兰特号”的关键建造材料来自于俄罗斯,而我国在改造“辽宁号”航母之初也因为没有合适的甲板材料费尽周折。
航母建造专用钢材
建造中的“福特级”2号舰“肯尼迪号”
3)系统配置:航母不仅是一座海上移动机场,更是一座庞大的浮动城市。驱动、维持“海上机场”和“浮动城市”所需要的配套系统极其复杂,能够用于航母的动力系统、电子雷达系统、武器系统、生活保障系统等一个都不能少,而且每个系统都要设计大量的设备,尤其是以发动机、弹射/助降系统等大型装备,没有足够强大的工业制造能力,根本就不可能具备建造航母条件。
“福特号”核动力航母上的A1B反应堆
“尼米兹号”航母的发现五叶螺旋桨“福特号”核动力航母安装电磁弹射器
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航母作为当今世界战斗力最强的水面舰艇,其建造复杂程度也高居人类历史之最!无论是纷繁复杂的内部结构,亦或是交织分布的各种内部管道,还是各种技术含量颇高的配套武器装备,航母都是当之无愧的科技巅峰般的存在!根据相关统计,建造一艘大型航母需要消耗5万吨以上的金属材料,所有的零部件加起来在一亿个以上,光是各种光纤电缆线的长度就在两千公里以上,这繁若星辰的零部件要组合在一起成为一艘庞大的航母,其难度真是堪比上青天!
第一难、钢材炼制难
航母作为海上钢铁怪兽,排水量动辄数万吨,其主体结构都是由高强度合金钢打造而成,而这个钢材对于屈服强度、疲劳强度、抗冷冲击、抗腐蚀、磁性、平整性等规格指标的要求都非常之高,属于特种中的特种钢材。航母的钢板主要分为船体板、装甲板、结构板,其中用于甲板的结构钢板是其中技术含量最高,加工工艺最复杂的,甲板钢通常要求屈服强度在400Mpa以上,而且要求一次成型的面积越大越好,这样可以减少焊缝,增加强度,提高平整度,有利于舰载机的顺利起飞而降落,也能增强航母的抗打击能力,目前全世界能够生产甲板用钢的国家只有中美俄法英等少数国家,就连日本这样制造了出云级准航母的国家,其也并没有甲板钢的技术储备。
(国产航母钢材的制造)
第二难、设计统筹难
能够炼制航母用钢材只是建造航母的第一步,和造房子一样,有了材料,还必须要有图纸,这就是航母设计。想要设计出一艘合格的航母,除了要求拥有丰富的复杂舰船制造经验和实力之外,还要对现有航母结构有充分的研究和了解,而许多国家现实中都难以做到两头兼顾,因而缺乏航母方案的设计统筹能力!比如我国造船工业产值和实力高居世界前三,但是却因为历史和国际因素,很难接触到各类先进的舰载机航母,如果不借助外部经验,凭空想象是很难设计出合格航母的,也正是因为如此,我们再改造了乌克兰的瓦良格号航母后,才拥有了设计国产航母的实力!而诸如印度这样的国家,虽然国际关系看似如鱼得水,也从英国和俄罗斯都购买过大中型航母,航母的使用和研究经验可以说相当丰富,但是因为自身的造船工业并不发达,科技实力也十分有限,因此也难以设计出一艘合格堪用的航母!印度号称国产的维克兰特号航母其实连设计方案都是外包给意大利完成的,这样的国产,我们宁可不要!
(航母复杂的内部结构)
第三难、施工建造难
有了材料和设计图纸,是不是就得开工建设了?当然不是,首先你得建造一个能够容纳航母的5万吨级以上的干船坞,这样航母造出来才有容身之所,如果像俄罗斯那样,将航母放在海上移动式船坞上维修,安全系数太差,搞不好整艘航母就废了,而能够建造这样的大型干船坞的国家,全世界也不超过十个。其次建造航母还需要大量专业的产业工人和工程师,如果教育不发达,制造业不发达,肯定无法提供这么多合格的劳动力,建造进度就将大大拖后甚至流产!除此之外航母建造还需要掌握大型舰船的分段式模块化造船法,由于航母对于精度的严苛要求,各类模块分段的精度要保持在毫米甚至微米程度,如何打造高精度的大型分段,如何将这些分段严丝合缝的合拢?施工难度极大!绝不是一般国家所能为!
(福特级分段模块建造)
第四难、舰载机难
航母,其字面意思引申出来就是舰载机母舰,如果没有舰载机,那么航母只是一个没有灵魂的空壳而已。全世界目前能够制造高性能三代机的国家一共有五常加印度、日本,但是能够制造三代舰载机的国家只有美国、俄罗斯、法国三个。全世界能够制造四代机的国家有中美俄三个国家,但是目前全世界唯一的四代舰载机只有美国的F35B/C。从以上我们也能看出,制造高性能战斗机已属难事,而高性能舰载机更是难上加难!与普通地面起降飞机相比,舰载机需要克服短距起飞、高强冲击、折叠机翼、抗盐抗湿等多重技术关卡,研制起来成本和技术难度都是直线上升的!所以不管是傲娇如英国还是自信如印度,支撑其雄心勃勃航母计划的,终究只能是国外先进舰载机!
(印度的米格29K舰载机)
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造一条航母有多难?要多难有多难!真的是中国有了航母以后阿猫阿狗都觉得自己能造航母了。
这么说吧,唯一有资格说大部分自己造的国家只有中美!
英法都得大批大批买装备
西班牙意大利的话设计还能自己来,但是舰载机,发动机,也是大把大把的外购。
再下一个档次的他国卡一下脖子分分钟钟航母停工!
至于日本了?什么?这么个才248米x38米大小的出云也能叫航母?
连维克拉玛蒂亚号都差点被日吹踹出航母的行列,出云就有资格叫航母了?维克拉玛蒂亚再怎么差也比出云强!
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随着第一艘国产航母的下丝,中国又出现了一股航母热。制造国际先进水平的国产航母是几代人的梦想,早在新中国成立的时候就多次讨论过制造航母的问题。刘华清上将更是为了推动我国的航母事业做出诸多努力,被称为中国航母之父。但是,制造一艘现代化航母不是一件容易的事情,它和一个国家的国力,国防需求,科技发展水平是匹配的。
航母的建造是一项极为庞大复杂的系统工程,研制机构和船厂要做一系列准备工作,设计、技术、工艺、材料、施工等都需要最专业的配套,标准要求比其它船舶高出很多。比如航母上最基础的特种钢材和船舶焊接技术,都跟普通船舶不同,具有特殊要求标准,此前我国并不具备,乃是在建造航母的过程中,倒逼技术升级突破,进而提升我国相关制造业的技术水平。不是说你有能力生产制造10万吨级的货船、油轮就有能力制造一艘现代的航母。更不要拿二战的日本航母来和现代航母比,那是侮辱智商。
2017年4月26日上午,中国第二艘航空母舰下水仪式在中国船舶重工集团公司大连造船厂举行。中共中央政治局委员、中央军委副主席范长龙出席仪式并致辞。第二艘航空母舰由我国自行研制,2013年11月开工,2015年3月开始坞内建造。目前,航空母舰主船体完成建造,动力、电力等主要系统设备安装到位。出坞下水是航空母舰建设的重大节点之一,标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。这是我国第二艘航母下水,也是第一艘自主设计制造的国产航母。其意义比之辽宁号航母更重大,乃是具有历史性的里程碑价值,不仅是我国军事装备的重要部署,亦标志着中国制造迈上一个新的台阶,成为世界制造强国的梦想更近一步。
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现代航母难造首要的问题就是钢材的强度
航母用钢板要承受舰载机起降的沉重强大的冲击和高摩擦力,还要承受喷气式飞机高达几千度的火焰烧蚀,应具有高屈强比、高韧性、抗氧化、耐高温、不变形以及抗低温性能。
为防止被磁性水雷攻击及磁力探测发现,还应无磁,要能抵御海水腐蚀以及有足够的防弹能力以防止鱼雷与潜艇导弹的轰击等。因此,航母建造所使用的钢板要求很高,生产难度很大。
其次,现代战争的节奏和电子对抗远远超过几十年前,想有效指挥大批舰载机进行作战,需要大批雷达、指挥设备和电子战系统,这些装备都要集成在舰岛上,需要大量人员配置,需要大量电力驱动,这都需要高效的集成体系和强大的发电能力,这又是一道大门槛。
还有就是动力的问题,在武器等系统发展相对停滞的今天,限制现代军舰战斗力的就是动力。动力越强劲,就能驱动越大的舰体,越大的舰体就能搭载更多更复杂的武器电子装备,同时强劲的动力也能为舰上的电老虎们提供充足的电力。这一点在电磁炮电磁弹射激光武器等取得突破性进展后将更为明显、更为重要。
总的来说,造航母不仅仅是对船舶工业的考验,更是对工业体系的全面考验,上下游产业链涵盖工业体系的方方面面。前苏联黑海造船厂厂长马卡罗夫在1993年被问及完成老瓦需要什么时答曰:「苏联,党中央,国家计划委员会,国防工业委员会,九个国防工业部,600个相关专业,8000家配套厂家,总之,只有一个伟大的国家才能完成她」。
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目前世界上共有11个国家拥有航空母舰,但是真正意义上能够自主独立建造航母的国家却寥寥无几。印度维克兰特号航空母舰建造了十几年距服役之时还是遥遥无期,俄罗斯“库兹涅佐夫”号航母趴窝造船厂能否重返大洋还是个未知数……这些事例都在告诉我们建造一艘航母并不是一件非常容易的事情,而要想成功建造一艘航母,资金和技术两者缺一不可,否则便是难于上青天。
首先,资金是建造航母的一大难题,有人曾把现代航母比喻为“吞金的钢铁巨兽”,现在看来这一点也不为过。据悉,在上世纪90年代美国海军采购一艘“尼米兹”级核动力航母的费用为37亿美元,航母在全寿命周期内(30年)舰载飞机的采购和维护升级大概需要花费198亿美元,补给物资和核燃料的更换还需掏出55亿美元,除此之外航母战斗群所必须的护航舰船的采购还得需要67亿美元。而航母自身的维护升级费用高达111亿美元,这要比航母的建造成本高得多,总的算下来,一艘尼米兹级航母从服役到“退役”共计需要花费468亿美元,况且这只是上世纪美国海军所预估的数字。现如今航母的建造维护价格要高出许多,就拿美国新一代“福特”级航母来说,其采购单价是“尼米兹”航母的三个倍,根据美媒估计,如果加上F-35B战斗机以及其他作战飞机以及护航舰艇的采购和维护,建设一支“福特”级航母战斗群的费用将大大超高2500亿美元,这也是为何美军把“福特”级航母的采购数量一再压缩的重要原因。
其次,航母的技术难题也是令众多中等国家难以自主建造航母的重要原因。建造航母最大的技术难题主要有以下几项。其一,航母的动力系统,要知道缺乏先进的燃气轮机一度是建造航母的最大的\"拦路虎\",若动力问题无法解决, 那将制约到大型战舰的研发和建造。目前世界范围内航母的动力系统主要分为核动力和常规动力,对于航空母舰这样的万吨级巨舰来说,核动力装置是最佳的选择,但现今世界上拥有核技术的国家并不多,即使是拥有核潜艇或核导弹的军事大国,也很难解决航母内部核反应堆功率体积比例与航母布局之间的关系,以及核燃料纯度与控制系统的平衡等等。因此许多国家只能选择常规燃气轮机作为航母的动力来源,例如我国辽宁舰航母的动力技术最初来源于乌克兰的UGT-25000然燃气轮机,随后我国又对其进行了国产化改造。
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建造一艘现代化的航母,这个难度堪比登月。登月,有多难?目前仅美国实现了成功登月,我国的登月计划正在逐步推进,其它国家还没有敢再试试的。制约各国登月计划的因素有这么几个:一个是科技,第二个就是花费,第三个就是短时间内看不到利益回报,第四个就是风险大。
我国嫦娥拍的照片
从大的方面来说,航母建造涉及到造船、飞机制造、武器弹药、发动机、钢铁铸造、电子设备、预警雷达等等。实际上,航母建造是一个庞大的系统工程,是一个国家整体制造能力(包括军、民两方面的制造能力)的体现。没有强大的工业制造力、经济能力做为支撑,想造航母?那就是痴人说梦。
说到航母建造的难度,举个实例似乎更有说服力。在苏联解体后,黑海造船厂厂长马卡洛夫对于“瓦良格号”航母无法完工的原因,说了这么一段话:“(我们需要)苏联、党中央、国家计划委员会、军事工业委员会和九个国防工业部、600个相关专业、8000家配套厂家,总之需要一个伟大的国家才能完成它。” 马卡洛夫继续说:“只有伟大的强国才能建造它,但这个强国已不复存在了。”
从马卡洛夫的话中,不难看出航母建造的难度,与登月相比,难度也小不了多少。
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英国有人不严肃,前不久开了一个玩笑道,如航母这种高大尚,世上只有中英美三个国家真正会造,印度听了气不打一处来,网上晒出“维克兰特”照片,并扯开嗓门嚷嚷道,我造得这是啥。英国媒体对此嘀咕道,印度可能造了一艘世界最大的渔船吧。气人归气人,其实这人说得话还是有一定道理的,印度航母从设计到每一个关键部件,均采用拿来主义,并不掌握航母建造技术,因是已经建造了11年时光,下水三次,服役仍遥遥无期。航母这东西,难着呢。今天我们先拣大的方面说说。
★难在心脏。英国人这么牛,正因为自己有一个MT30,厉害着呢。中国现在三套家伙什都可以,国产化的TB-12蒸汽轮机、R0110重型燃气轮机和AP100小型反应堆,技术上都已经成熟,所以一向骄傲的英国人是次没敢趴在门缝里看人。没有心脏可以外购,但要受制于人,正要看人家脸色,看人高兴而已。现在举世除了中美英法,其它国家航母无不使用英美的发动机,所以说要造航母,首先得先问一问,发动机从哪里来,这事挺大的,正然关键所在。
★ 航母用钢。船体必须能接受海上9级风浪,其用钢要具备高强度、高韧性和耐腐蚀的特点。现在世上只有中美俄法四个国家能造,作为战略物资,限制出口。英国买的法国钢,印度买的俄国钢。别看小小的钢材,技术性颇高。巧妇难为无米之炊,没钢造不了航母,这是最基本的一条。
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