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中国改建航母“瓦良格号”的技术解读

发布时间:2017.01.07    点击数: 59601

       瓦良格号航母自诞生之日起就“命运坎坷”,由于前苏联的解体建设工程被迫中止,瓦良格号在黑海度过了孤独的7年,还险些被拆卸变卖,真有点出师未捷身先死的味道。经过多方的努力,瓦良格号终于在2002年3月结束了15200海里一波三折的艰难航程,停靠在了大连港。多年的修复、改造和续建,瓦良格的面貌焕然一新。

       近日,国内几家官方网站登载的瓦良格号航母的照片显示,其改建工程已接近尾声,不仅涂装换成了中国海军舰艇标准的淡灰蓝色,而且其动力系统和雷达系统也安装完毕。2011年7月1日,军方消息人士透露,由于零部件出了待修复的问题,瓦良格号航母将延后一个月即在8月份进行首次海试。无论如何,中国将拥有历史上第一艘航空母舰,中国海军将进入航母时代,这无疑引起了多方的关注和大众的热议。

        航空母舰是目前人类所掌握并使用的体积最大的武器,作为战机起落的海上平台和现代海上舰艇编队的核心,它不仅是一个极其复杂的系统工程,还是高新技术的集合体,更是一个国家实力的体现。那么,瓦良格号航母上凝聚了多少新型技术?又与哪些行业息息相关呢?

 

特种钢材

        瓦良格号到达大连港之后放置了几年时间,许多人都认为锈迹斑斑的瓦良格将会在中国解体。但有人则认为,不立即对瓦良格进行修复是因为中国钢材的冶炼技术不够先进。舰船用钢必须能够抵抗海水腐蚀,并在表面涂刷防锈漆,否则由于海水的强烈腐蚀,会大大降低船体的防护能力。由于中国的军舰用钢性能一般,必须要4年一次进行重新涂漆。(上海良时智能科技股份有限公司为瓦格良好舰体修复防腐系统工艺和装备的综合技术供应商。)

        此外,军舰在海面游弋,由于地球磁场作用,舰船行驶几年之后就会被磁化,有磁性的舰船很容易被探测到,因此一般舰船都要在三四年后进行消磁。而瓦良格号航母所用特种钢材不仅抗腐蚀性能优越,从停工到停靠大连港多年过去,表面状况依然良好,而且抗磁化的性能也十分出众。想要对瓦良格号航母进行修复、续建,就需要同等性能的特种钢材才行,否则使用现有钢材只会降低船体的强度。目前,全世界最优质的航母特种钢材生产国家为美国和俄罗斯,俄罗斯航母所使用的AK系列特种钢材屈服度可以达到1000兆帕(Mpa)以上,这种钢材可抵御10级以上的风暴,是世界上屈服度最高的特种钢,其设计加入了镍铬和钛金。而美国用于核潜艇和航母的特种钢HY系列的屈服度也达到800兆帕以上。不过美俄的特种钢材作为重要的军事物资,概不出口。此外,法国特种钢的屈服度也能达到550兆帕,为英国无敌级航母所使用,但法国自己的戴高乐航母使用的是美国的特种钢;日本生产的特种合金钢屈服度也能达到450兆帕,用于潜艇和攻击舰。

        因此对瓦良格号进行修复的首要任务是能够生产合格的特种钢材。经过技术引进和研发,大连特种钢厂开始生产这种特种钢材,瓦良格的复建工程才得以继续。目前,瓦良格号所使用的特种钢材也可以做到20年不腐化、不磁化。

       特种钢除了用于军事航母和核潜艇,深海海洋石油钻具也需要这种屈服度较高的钢材。因此,特种钢的研发,对我国未来军事领域和深海开发都有着巨大的影响。

 

动力系统

        航空母舰按照动力系统分为核动力航母和常规动力航母。核动力航母是以核反应堆装置作为动力的航母,其中主要有,轻水堆、石墨气冷堆和重水堆。核动力航母不仅动力强大,航母能够获得较高的航速,而且续航能力出众,在航母服役期间都不需要更换燃料,使航母拥有极大的作战范围;核动力省去了烟道,减省了甲板空间,因此可以停靠更多的航母舰;而且核动力装置还可以为航母上的附属设施提供动力,例如弹射装置和电气系统。目前世界上只有美国和法国拥有核动力航母。

        常规动力包括蒸汽轮机和燃气轮机,由于中国现在没有足够的核动力技术支持,加之瓦良格号是按照蒸汽轮机动力设计,与瓦良格号同级舰“库兹涅佐夫”号(排水量53000吨,总功率20万马力)上安装着4台蒸汽轮机。因此我国改建的瓦良格号航母的动力也为4台蒸汽轮机,即动力舱为4个独立的轮机舱,八锅炉,总功率20万马力,最大续航力为8500海里,最大航速29节(节是用于测量船的航行速度的一种计量单位,1节为1海里/小时)。

        目前中国国产蒸汽轮机技术较为先进成熟,可以制造出**功率的蒸汽轮机组为大型航母提供能量。但核动力航母是未来发展的趋势,研究人员也在积极的研究航母可以配备的核动力装置,毕竟中国已经拥有了核动力潜艇的制造技术。因此,核动力的研究不仅会提高中国航母和核潜艇的发展速度,也会同时促进中国航空事业的发展。

        核动力除了用于军事和发电,还用于人造卫星和空间探测器。早在1965年,美国林肯号试验卫星上便使用钚 238放射性同位素作热源的同位素温差发电器;苏联也于1967—1982年间发射了24颗核动力卫星;美国“先驱者”号等空间探测器上都使用了同位素温差发电器作为电源;而中国的空间核反应堆目前仍出于研究阶段,预计2015年完成地面试验。

 

发射技术

        舰载机即航空母舰上搭载的各类飞机,而航母实际上就是舰载机在海上的起飞、降落平台。预计瓦良格号上将搭载50架以上的舰载机,包括:20架舰载型“飞豹”战斗攻击机,20架舰载型“枭龙”战斗机,5架舰载型L-15“猎鹰”教练攻击机,3-4架卡-31预警直升机,6-8架卡-28反潜直升机等。预计到2015年左右,瓦良格号将搭载中国独立研发的舰载机——歼-15系列战斗机。

        由于舰载机要面对复杂多变的海上环境,而且具有海上起降的特点,因此对其材料,起落架强度和动力系统等都提出了更高的要求。这都对相关技术的研究和发展起到促进作用,例如国产的太行涡扇系列发动机技术已经日趋成熟,并达到了国际领先水平。

        瓦良格号航母的舰载机使用的是滑跃式起飞方式,这种方式完全靠飞机自身在前端翘起的飞行甲板上加速达到起飞速度起飞。这种起飞方式使得飞机不能满载起飞,因为如果重量太大则无法在有限的加速距离内达到起飞速度。另外一种起飞方式是利用弹射器起飞,即弹射器使飞机短时间内获得较大初速度及加速度,这样使飞机可以满载起飞,配备更强的火力,增加飞行距离,而且减少了对飞行甲板长度的要求,提高了起飞的效率。

        弹射器有蒸汽弹射和电磁弹射两种。蒸汽弹射利用高压蒸汽发射舰载机,使其无需自动加速,目前只有美国掌握了这项技术。蒸汽弹射需要航母上安装海水淡化装置、大型锅炉和管线,但由于功率太大,无法发射重量轻的无人机;电磁弹射利用电流发射舰载机,美国预计在2014年将电磁弹射器用于航母。比起蒸汽弹射器,这种正在研发的新型弹射器加速更均匀,且可调节能量输出范围。

        目前,中国研究人员也在加大对这两种弹射器的研究力度,我国已经开始制造用于大型船舶的直动电机和大功率储能电机,这些都是电磁弹射器所需要的技术。或许瓦良格号和中国的下一代航母就可以装配上中国研发的弹射装置。

        而且大功率储能电机的成功研发,也会提高我国风力发电的水平。由于风力发电会受到风速和风向的影响不能持续、稳定的输出电能,因此储能技术尤为重要。大功率储能电机可以提高风能利用率和独立风电系统电能质量,解决我们西部地区的用电问题。

 

雷达与电子设备

        瓦良格号航母舰岛一前一后安装了两座364雷达,舰岛侧面安装了多套电子战系统天线,后部还安装了两部347G型火控雷达。并安装了中国自行制造的舰用相控阵雷达。该相控阵雷达已应用于170神盾驱逐舰上,由俄罗斯S-300系统改进而成,技术先进。瓦良格安装的相控阵雷达在功率、功能以及外形尺寸上与前者相比有较大的提升和变化。

        这些雷达系统可以迅速搜索并锁定目标,综合指挥舰船上的各种武器,拦截空中、水面及水下的多个目标,对舰载机进行大空域监控和引导,而且抗干扰能力很强。此外,瓦良格号的舰岛上也已安装了多个球状物,这些是通讯卫星通讯天线和电子对抗天线。这些设备使瓦良格号航母在信息战争中能够有更好的生存能力和打击能力。

        与此对应,中国还需继续发展雷达探测技术,信息通信技术以及卫星通信和导航技术。2011年4月10日4时47分第八颗北斗导航卫星发射成功,标志着中国自主研发,独立运行的北斗区域卫星导航系统的基本系统建成,北斗全球卫星导航系统也成为继美国GPS和俄罗斯GLONASS之后世界上第三个成熟的卫星导航系统。

        目前,除了用于军事,卫星导航系统在交通、通信、气象、石油开采、海洋开发、森林防火、灾害预报等领域都发挥巨大的作用。

        关于良时智能 About Liangshi IntelRobot:
        上海良时智能科技股份有限公司(股票代码:837430 厚积薄发 持续创新),为全球客户提供表面处理系统解决方案,从业20多年,是一个集研发、设计、制造、工程安装、工程咨询于一体的专业化制造及自动化智能控制系统集成公司,能为客户解决:
        Shanghai Liangshi IntelRobot Technology Corporation (Stock Code: 837430 Accumulate richly and break forth vastly; innovate continuously) provides surface treatment sandblasting system solution for global customers. By engaging in this industry for more than twenty years, we're a professional manufacturing and automatic intelligent control system corporation, which integrates researching, designing, manufacturing, project installation and project consulting. We can provide our customers with:
        1、表面处理喷抛丸、喷丸强化设备、热喷涂和涂装设备工艺系统解决方案和工艺装备;
              We provide process system solution and process equipments of surface treatment sandblasting shot blasting, shot peening, enameling, thermal spraying, coating equipment.
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              We provide professional system solution and process equipments of automation and robot technology application.
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              We provide professional integrated solution for pressure bearing system in fields of food dairy, biopharmaceutical, refrigerating, petrochemical, marine engineering, energy, paper-making, fabrics, etc.
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              We provide environment protection blasting and painting equipment: process solution and equipment of VOCs waste gas, waste water, dust, noise treatment system.
        企业主导产品如下 The leading products of our company are as follows:
        主营业务:表面处理工程系统集成的设计、研发、生产和销售。
        Main business: design, research, production and sales of surface treatment engineering system integration.
        六类主要产品:自动化涂装生产线、智能机器人喷涂系统、自动化喷抛丸生产线、智能机器人喷抛丸强化系统、自动化热喷涂系统、涂装节能环保设备。
        Six main product categories are: automatic painting production line, intelligent robot painting system, automatic shot/wheel blasting production line, intelligent robot shot peening system, automatic thermal spraying system, energy saving and environmental protection equipment for painting.
        产品主要应用于:新材料、新能源、工程机械、汽车制造、集装箱、船舶海洋工程、航空航天、港口桥梁、电子电气、环保工程、印刷造纸机械、医疗机械、纺织机械等领域。
        The products are mainly applied in: new materials, new energy, engineering machinery, automobile manufacturing, containers, marine engineering, aeronautics and astronautics, port bridges, electronic and electrical, environmental protection engineering, printing and papermaking machinery, medical machinery, textile machinery and so on.
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