最近,中國首艘航空母艦“遼寧艦”交付海軍,實現了我國航母“零”的突破,這一消息受到了人們極大的關注。我國航母的誕生歷史也是曲折重重。早在1930年(民國十九年),中國國民黨就提出了要建立中國航母的計劃;1937,中日江陰海戰慘敗后,前國民黨海軍上將陳紹寬提出20艘航母建造的計劃,但都未能成功建造。可以說建造航母是中國幾代海軍人的夢想,是大國的象征,很有必要建造航母。 就目前我國交付的“遼寧艦”來說,他的誕生歷史也是頗為曲折。“遼寧艦”的前身是蘇聯的“瓦良格”號。作為蘇聯曾經的寵兒,“瓦良格”號體型中等,1988年該艦的鋼鐵軀殼在烏克蘭的造船廠與大海頭一次接觸,此時,距離它正式服役的預定時間還有幾年。1991年,蘇聯成為歷史,“瓦良格”也成了烏克蘭政府名下的財產,此時的“瓦格良”已經建造完成了68%,烏克蘭無力建造,于是決定拍賣。1998年,澳門的一家公司以2000萬美元的價格買下了“瓦良格”號。1999年7月,在拖船的牽引下,“瓦良格”號駛離黑海造船廠,緩緩地踏上了前往中國的漫長航程。 在經過重重阻撓,“瓦格良”號于2002年3月3日抵達中國大連港時已經成為一個銹跡斑斑的鋼鐵空殼:所有武器、電子系統均已拆除或者破壞。人們心中滿懷“瓦良格”復活的期待,卻眼睜睜地看著它在碼頭風吹雨打。這一等,就是3年。2005年4月26日早上,“瓦良格”在大批拖輪的護航下,被緩緩地拖進了不遠處大連造船廠第一工場2003年竣工的30萬噸級船塢,開始了激動人心的大改裝過程。 那么航母上又有那些先進技術呢? 特種鋼材 鋼鐵工業是重要的基礎產業,被譽為工業的脊梁。軋鋼機是鋼鐵工業核心裝備之一。無論是決定戰爭勝負的航空母艦、核潛艇等尖端武器;還是關乎社會安危的核電站、巨型橋梁、水庫閘門等基礎設施;又或是人們日常生活中的汽車、冰箱、洗衣機等消費品;都離不開大型軋鋼機生產的優質鋼材。 瓦良格號到達大連港之后放置了幾年時間,許多人都認為銹跡斑斑的瓦良格將會在中國解體。但有人則認為,不立即對瓦良格進行修復是因為中國鋼材的冶煉技術不夠先進。艦船用鋼必須能夠抵抗海水腐蝕,并在表面涂刷防銹漆,否則由于海水的強烈腐蝕,會大大降低船體的防護能力。由于中國的軍艦用鋼性能一般,必須要4年一次進行重新涂漆。 航母建造所使用的特種鋼所要求的強度要遠遠高于普通軍用船舶的鋼強度要求,采用高強鋼板可以減輕船體重量,增加抗彈能力。特別是飛行甲板的鋼材,由于要承受艦載機起飛過程中的高熱和高摩擦力,更要精益求精。因此,航母艦體一定要采用高強度合金鋼。鋼材的屈服強度一般在500~800兆帕,換算成我們熟悉的單位,大致是一厘米大小的地方要能夠承受5000~8000公斤的沖擊力。 此外,軍艦在海面游弋,由于地球磁場作用,艦船行駛幾年之后就會被磁化,有磁性的艦船很容易被探測到,因此一般艦船都要在三四年后進行消磁。而瓦良格號航母所用特種鋼材不僅抗腐蝕性能優越,從停工到停靠大連港多年過去,表面狀況依然良好,而且抗磁化的性能也十分出眾。想要對瓦良格號航母進行修復、續建,就需要同等性能的特種鋼材才行,否則使用現有鋼材只會降低船體的強度。目前,全世界最優質的航母特種鋼材生產國家為美國和俄羅斯,俄羅斯航母所使用的AK系列特種鋼材屈服度可以達到1000兆帕(Mpa)以上,這種鋼材可抵御10級以上的風暴,是世界上屈服度最高的特種鋼,其設計加入了鎳鉻和鈦金。而美國用于核潛艇和航母的特種鋼HY系列的屈服度也達到800兆帕以上。不過美俄的特種鋼材作為重要的軍事物資,概不出口。此外,法國軟鋼的屈服度也能達到550兆帕,為英國無敵級航母所使用,但法國自己的戴高樂航母使用的是美國的特種鋼;日本生產的特種合金鋼屈服度也能達到450兆帕,用于潛艇和攻擊艦。 因此對瓦良格號進行修復的首要任務是能夠生產合格的特種鋼材。經過技術引進和研發,大連特種鋼廠開始生產這種特種鋼材,瓦良格的復建工程才得以繼續。目前,瓦良格號所使用的特種鋼材也可以做到20年不腐化、不磁化。特種鋼除了用于軍事航母和核潛艇,深海海洋石油鉆具也需要這種屈服度較高的鋼材。因此,特種鋼的研發,對我國未來軍事領域和深海開發都有著巨大的影響。 動力系統 航母最關鍵的技術是動力系統和艦載機,前者是保障航母“行”的起來的關鍵。航空母艦按照動力系統分為核動力航母和常規動力航母。核動力航母是以核反應堆裝置作為動力的航母,其中主要有,輕水堆、石墨氣冷堆和重水堆。核動力航母不僅動力強大,航母能夠獲得較高的航速,而且續航能力出眾,在航母服役期間都不需要更換燃料,使航母擁有極大的作戰范圍;核動力省去了煙道,減省了甲板空間,因此可以?扛嗟暮侥概;而且核動力裝置還可以為航母上的附屬設施提供動力,例如彈射裝置和電氣系統。目前世界上只有美國和法國擁有核動力航母。 更有消息說,“瓦良格”號將使用DN80燃氣渦輪機,它是烏克蘭26.7兆瓦UGT-25000發動機的出口型號,由哈爾濱企業根據烏方授權生產。而且,烏方準備轉讓這種動力裝置的生產技術,哈爾濱工廠今后或將成為中國軍艦渦輪機最大生產企業。 據報道,目前中國國產蒸汽輪機技術較為先進成熟,可以制造出超大功率的蒸汽輪機組為大型航母提供能量。但核動力航母是未來發展的趨勢,研究人員也在積極的研究航母可以配備的核動力裝置,畢竟中國已經擁有了核動力潛艇的制造技術。 相較于常規動力,核動力更具有優越性。一般核動力航母三十年內不用更換核燃料,而常規航母航行一段時間后就需要補給燃料。加之核動力航母在動力設計上不需要占用太大空間,也省去了常規航母的煙道,節省了大量甲板空間,可以停放更多艦載機,所以核動力航母還是有很大優勢的。海上霸主美國已經不再生產常規動力航母,核動力航母將逐漸取代常規動力航母。當然核動力航母技術復雜,使用費用高昂,不是每個國家都能制造使用得起的。 核動力除了用于軍事和發電,還用于人造衛星和空間探測器。早在1965年,美國林肯號試驗衛星上便使用钚 238放射性同位素作熱源的同位素溫差發電器;蘇聯也于1967—1982年間發射了24顆核動力衛星;美國“先驅者”號等空間探測器上都使用了同位素溫差發電器作為電源;而中國的空間核反應堆目前仍出于研究階段,預計2015年完成地面試驗。 核動力的研究不僅會提高中國航母和核潛艇的發展速度,也會同時促進中國航空事業的發展。 發射技術 艦載機即航空母艦上搭載的各類飛機,而航母實際上就是艦載機在海上的起飛、降落平臺。預計瓦良格號上將搭載50架以上的艦載機,包括:20架艦載型“飛豹”戰斗攻擊機,20架艦載型“梟龍”戰斗機,5架艦載型L-15“獵鷹”教練攻擊機,3-4架卡-31預警直升機,6-8架卡-28反潛直升機等。預計到2015年左右,瓦良格號將搭載中國獨立研發的艦載機——殲-15系列戰斗機。 由于艦載機要面對復雜多變的海上環境,而且具有海上起降的特點,因此對其材料,起落架強度和動力系統等都提出了更高的要求。這都對相關技術的研究和發展起到促進作用,例如國產的太行渦扇系列發動機技術已經日趨成熟,并達到了國際領先水平。 瓦良格號航母的艦載機使用的是滑躍式起飛方式,這種方式完全靠飛機自身在前端翹起的飛行甲板上加速達到起飛速度起飛。這種起飛方式使得飛機不能滿載起飛,因為如果重量太大則無法在有限的加速距離內達到起飛速度。另外一種起飛方式是利用彈射器起飛,即彈射器使飛機短時間內獲得較大初速度及加速度,這樣使飛機可以滿載起飛,配備更強的火力,增加飛行距離,而且減少了對飛行甲板長度的要求,提高了起飛的效率。 彈射器有蒸汽彈射和電磁彈射兩種。蒸汽彈射利用高壓蒸汽發射艦載機,使其無需自動加速,目前只有美國掌握了這項技術。蒸汽彈射需要航母上安裝海水淡化裝置、大型鍋爐和管線,但由于功率太大,無法發射重量輕的無人機;電磁彈射利用電流發射艦載機,美國預計在2014年將電磁彈射器用于航母。比起蒸汽彈射器,這種正在研發的新型彈射器加速更均勻,且可調節能量輸出范圍。 目前,中國研究人員也在加大對這兩種彈射器的研究力度,我國已經開始制造用于大型船舶的直動電機和大功率儲能電機,這些都是電磁彈射器所需要的技術;蛟S瓦良格號和中國的下一代航母就可以裝配上中國研發的彈射裝置。 雷達與電子設備 瓦良格號航母艦島一前一后安裝了兩座364雷達,艦島側面安裝了多套電子戰系統天線,后部還安裝了兩部347G型火控雷達。并安裝了中國自行制造的艦用相控陣雷達。該相控陣雷達已應用于170神盾驅逐艦上,由俄羅斯S-300系統改進而成,技術先進。瓦良格安裝的相控陣雷達在功率、功能以及外形尺寸上與前者相比有較大的提升和變化。 這些雷達系統可以迅速搜索并鎖定目標,綜合指揮艦船上的各種武器,攔截空中、水面及水下的多個目標,對艦載機進行大空域監控和引導,而且抗干擾能力很強。此外,瓦良格號的艦島上也已安裝了多個球狀物,這些是通訊衛星通訊天線和電子對抗天線。這些設備使瓦良格號航母在信息戰爭中能夠有更好的生存能力和打擊能力。 與此對應,中國還需繼續發展雷達探測技術,信息通信技術以及衛星通信和導航技術。2011年4月10日4時47分第八顆北斗導航衛星發射成功,標志著中國自主研發,獨立運行的北斗區域衛星導航系統的基本系統建成,北斗全球衛星導航系統也成為繼美國GPS和俄羅斯GLONASS之后世界上第三個成熟的衛星導航系統。 目前,除了用于軍事,衛星導航系統在交通、通信、氣象、石油開采、海洋開發、森林防火、災害預報等領域都發揮巨大的作用。 來源:電子工程網 |