達(dá)利安造船廠的 19號艦的建造是現(xiàn)在進(jìn)行時,年底會基本成型,滿載排水量會無限接近十二萬噸,整體基本定型,大家保持持續(xù)關(guān)注就可以,太多爭論也沒有必要!
那么 20號艦項目是否啟動就是另外一件大事情了,有些消息20號艦就是“閩艦18”的升級版本,可能性非常低,原因非常也沒有那么復(fù)雜,如果真要有,現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)在船塢了,而現(xiàn)在南方船廠已經(jīng)具備核動力艦船建造資質(zhì),回頭再去造常規(guī)動力航母,非常別扭;
而該船廠正在大力發(fā)展民用核動力船舶項目,而核動力航母則是最好的項目案例,這對整個全世界造船行業(yè)影響巨大;因為西大國能造核動力航母卻造不了排水量24萬噸的集裝箱船;
而造這個噸位的集裝箱船造船廠很多,包括看南方廠,但有核資質(zhì)的全世界目前就這么一家,這個就關(guān)系到未來航運(yùn)業(yè)話語權(quán)問題,核動力航母會起到關(guān)鍵的作用;
所以江湖是買賣生計,不總是打打殺!超級航母的作用也是差不多!
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先說一下 15萬噸航母會會才有巨型總段造船法,18號艦是巨型總段造船法,19號艦的塔式造船法,這里區(qū)別非常大!
首先 就說一下 巨型總段建造法。傳統(tǒng)造船 方式 ,都是把一艘船切成幾百個小型分段,一個個在船塢里拼起來,從底層往上慢慢搭,也就是塔式建造法。
但巨型總段建造法 是反向操作 ,就是化零為整 , 不再拼小分段,而是把整艘 15萬噸超級航母,沿著船體縱向,劃分成少數(shù)幾個幾千噸的超大閉合環(huán)形總段。
這些巨型總段全部不在船塢里組裝,而是在廠區(qū)獨立的車間里,一次性完成鋼結(jié)構(gòu)成型、全套管系電纜預(yù)裝、設(shè)備基座安裝、完整涂裝、密性試驗,包括核級結(jié)構(gòu)的探傷檢測,所有能在平地做完的工序,全部提前做完。
最后只需要用重型龍門吊、液壓平板車或者半潛駁船,把這幾個成型的巨型總段運(yùn)到干船塢,直接對接合攏,整艘航母的主體艦體就基本成型了。優(yōu)勢就是把絕大部分高空作業(yè)、塢內(nèi)作業(yè)、密閉艙室高危作業(yè),全部前置到平地車間完成,船塢只用來做最后的總裝對接 ,外界環(huán)境影響非小。
在正式講工藝之前, 先設(shè)想一下 這艘 15萬噸超級核動力航母的基礎(chǔ)參數(shù),方便大家熟悉后續(xù)的總段劃分和工藝。 (這個參數(shù)拍腦袋想出來的,是為了說明巨型總段建造工藝流程,大家別當(dāng)真)
這艘超級航母水線總長 3 5 5米 ,艦體全長 370米 ,型寬 44米,滿載排水量15萬噸,搭載 2 臺艦載一體化壓水堆,核島集中布置在艦體中后段,配備全通式超長飛行甲板、四條電磁彈射器和多部舷側(cè)升降機(jī) ;
內(nèi)部還有 270 米長的無立柱全通機(jī)庫,整體體型超大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求極高,普通造船工藝根本無法滿足建造需求。
接下來重點講最 重要 的知識點, 15萬噸超級核航母的艦體模塊、巨型總段到底是怎么劃分的。
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我們的劃分不是隨意切分。
所有總段的重量,必須嚴(yán)格匹配船廠千噸級龍門吊的極限起吊能力,這艘航母的單總段自重嚴(yán)格控制在 10 00噸到5 0 00噸之間,尤其是包含核反應(yīng)堆的核心總段,重量上限卡死在5 0 00噸。
所有總段的對接合攏縫,絕對不能設(shè)在強(qiáng)力甲板、主艙壁、核輻射屏蔽區(qū)、彈射器基座和彈藥庫防爆墻上,全部統(tǒng)一設(shè)置在普通壓載艙區(qū)域,最大限度減少船體應(yīng)力集中,保證艦體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
劃分每一個總段,都會盡量讓單個總段包容一套完整的功能系統(tǒng),要么是動力系統(tǒng)、要么是航空整備系統(tǒng)、要么是居住損管系統(tǒng),保證車間預(yù)舾裝率能達(dá)到百分之九十以上,最大程度減少塢內(nèi)施工量。
艦體球鼻艏、艉軸舵系這些曲面復(fù)雜的部位,全部單獨設(shè)置獨立總段, 讓 水下線型完整一體成型,避免后期切割破壞船體流線型 。
那么 15萬噸超級航母的主艦體,從艦艏到艦艉統(tǒng)一劃分為八個巨型環(huán)形總段。最前面的是艏部球鼻艏總段,長度4 0余 米,自重 1300噸左右,完整包含球鼻艏聲吶艙、艏尖壓載艙、前錨機(jī)系統(tǒng)和首部全部水下線型,整個總段在車間一次性成型,做完密性試驗,塢內(nèi)只需要簡單對接就行。
緊接著是前彈藥庫和前彈射區(qū)下層總段,長度 45余 米,自重 2 0 00噸,整合了前部防爆彈藥艙、前兩條電磁彈射的支撐大梁、前升降機(jī)井框架,彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)、消防噴淋、氣密門等所有配套設(shè)備全部車間預(yù)裝完畢,杜絕塢內(nèi)二次開孔改動。
再往后是前機(jī)庫環(huán)形總段,長度 4 5余 米,自重 40 00 余 噸,是完整的環(huán)形閉合結(jié)構(gòu),從雙層底、機(jī)庫甲板一直到飛行甲板外飄下半段全部一體化成型,包含前半段全通機(jī)庫、艦載機(jī)維修工位、航空燃油艙和前部生活區(qū)。
整艘航母最重要的就是第四個核動力基準(zhǔn)總段,也是全艦最重、精度要求最高的總段,長度 50余 米,自重接近 5000噸。這個總段是全艦的建造基準(zhǔn)和合攏基準(zhǔn),最先入塢固定,所有核級設(shè)備全部集中在這里,包括反應(yīng)堆的壓力容器、一體化屏蔽基座、蒸汽發(fā)生器、主冷卻回路、汽輪發(fā)電機(jī)組,還有全艦的主干電網(wǎng)和核輻射監(jiān)測系統(tǒng)。
這個總段全程在車間建造,所有核級焊接、屏蔽結(jié)構(gòu)、精密管路全部一次性完工,全艦所有總段的三維坐標(biāo),都以這個總段的中軸線為唯一基準(zhǔn)。
核動力基準(zhǔn)總段 從 割鋼板 到 總段完工入塢, 正常 總工期 18~20 個月
緊隨核動力段的是后機(jī)庫和艦島基座總段,長度 45余 米,自重 3 5 00 余 噸, 包括 括后半段機(jī)庫、攔阻裝置加強(qiáng)甲板、艦島承重底座、后部舷側(cè)升降機(jī)井,攔阻液壓單元、艦島核心電纜、作戰(zhàn)底層機(jī)柜全部預(yù)裝到位,為后續(xù)艦島整體吊裝做好準(zhǔn)備。
第六個是后彈藥庫和航空整備總段,長度 45余 米,自重 2500余 噸,主要承載后部彈藥存儲、艦載機(jī)加油整備、應(yīng)急損管核心功能,燃油輸送、抑爆噴淋、彈藥升降系統(tǒng)全部預(yù)裝完整。
第七個是艉部機(jī)艙和軸系總段,長度 45 余 米,自重 30 00 余 噸,包含整套推進(jìn)系統(tǒng),主軸套管、密封裝置、舵機(jī)基座、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組全部預(yù)制完成,車間直接完成軸系初步對中,大幅減少塢內(nèi)調(diào)試工作量。
最后一個是艉封板舵系總段,長度 4 0余 米,自重 1 5 00 余 噸,完整保留艦艉水下曲面,集成 四 舵基座、螺旋槳底座。
除了艦體八大總段,還有兩個獨立的上層模塊,不參與縱向分段,單獨整體吊裝。一個是艦島總段,自重六百噸左右,出廠前就預(yù)裝好了雙波段相控陣?yán)走_(dá)、航空指揮系統(tǒng)、電子戰(zhàn)天線和全套通信設(shè)備,完全實現(xiàn)整體吊裝、即裝即用。另一個是左右舷的飛行甲板外飄模塊,一共四塊,單塊重量一千到一千五百噸,必須等主艦體全部合攏、應(yīng)力完全釋放之后再吊裝,防止單側(cè)偏重拉扯艦體,造成整體扭曲變形。
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講完了總段劃分,我們重點針對 15萬噸超級核航母的優(yōu)勢,這也是 為什么現(xiàn)在頂級超級航母都首選這套工藝 。
傳統(tǒng)美國福特級用的塔式建造法,同級別核航母塢內(nèi)建造周期需要四十二到四十八個月,而巨型總段建造法,塢內(nèi)總裝周期只需要二十八到三十二個月,整體工期直接縮短三成左右。
原因很簡單,八大總段可以在多個車間同步并行開工,徹底改變了塔式建造一步一步遞進(jìn)、無法并行的 問題 ,船塢不用再占用大量時間做基礎(chǔ)分段搭建,只負(fù)責(zé)最后的合攏對接,完全可以實現(xiàn)一塢多造 ,
傳統(tǒng)塔式建造的分段預(yù)舾裝率只有百分之四十到五十五,大部分管線、設(shè)備、涂裝都要在塢內(nèi)高空、密閉環(huán)境下施工。而巨型總段的預(yù)舾裝率能穩(wěn)定達(dá)到百分之九十以上,核艙、彈藥庫、機(jī)庫這些高危、密閉、高精度艙室,全部在平地車間完成涂裝、密性、氣密、核探傷、系統(tǒng)預(yù)裝,塢內(nèi)只需要對接總段之間的主干管線,極大減少了高空動火、密閉涂裝、高空焊接等高危作業(yè)。
總組車間環(huán)境,解決露天建造日曬、溫差、風(fēng)雨帶來的鋼板焊接變形問題。而且的巨型總段都是閉合環(huán)形結(jié)構(gòu),自身剛性極強(qiáng),不容易發(fā)生形變,再加上全艦統(tǒng)一以核動力基準(zhǔn)總段為坐標(biāo)核心,合攏精度 非常高 。反觀傳統(tǒng)塔式建造,是從中間向首尾逐步搭建,船體越長累積偏差越大,首尾極易出現(xiàn)翹曲變形,后期需要大量火工矯正、反變形補(bǔ)償。
15萬噸超級航母的鋼材用量超過 三 萬噸,還有大量特種核級材料、高精度設(shè)備,單一車間、單一生產(chǎn)線根本無法高效完成。
巨型總段可以拆分到多個廠區(qū)同步制造。
核反應(yīng)堆、輻射屏蔽艙全部在獨立車間封閉預(yù)制,車間自帶專屬的輻射防護(hù)、三廢處理系統(tǒng),不用在敞開的船塢里長期開展核級施工,簡化了核安全管控流程,降低了核輻射 泄漏 的安全風(fēng)險。
但是巨型總段建造法不是完美的,它的短板和工程約束非常突出,尤其是放在 15萬噸超級航母這種超大型艦船上 問題也很多 。
首先就是硬件門檻極高 , 必須配備兩千噸級雙龍門吊、超大總組車間、多車同步協(xié)同的液壓平板車、萬噸級半潛駁船,還有高精度三維調(diào)姿工裝和超大承重干船塢。這些設(shè)備和廠房的基建投入,比傳統(tǒng)塔式建造生產(chǎn)線高出六成以上,固定成本極高,只有批量建造 大型船舶 才能攤薄成本 ;
單個巨型總段動輒幾千噸,長度四五十米,在吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中,本身就會產(chǎn)生微量彈性變形。如果兩個總段對接時,偏差 超過大 ,
只能靠液壓工裝微量調(diào)姿,一旦超差嚴(yán)重,就需要切割數(shù)百米主焊縫返工,不僅耽誤一兩個月工期,還會損耗大量昂貴的航母專用高強(qiáng)鋼。而傳統(tǒng)塔式建造用的是小分段,偏差可以實時修正,容錯性要高很多。
陸地轉(zhuǎn)運(yùn)時,幾千噸的總段在廠區(qū)道路移動,路面輕微的不均勻沉降,都會導(dǎo)致總段輕微扭曲,核屏蔽層、飛行甲板外飄薄殼結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生肉眼看不見的微裂紋。
八大剛性環(huán)形總段全部塢內(nèi)合攏焊接后,整艘艦會產(chǎn)生巨大的累積焊接應(yīng)力,尤其是核動力艙、大跨度機(jī)庫這些關(guān)鍵區(qū)域,應(yīng)力集中問題尤為突出。
傳統(tǒng)塔式建造是逐層搭建、逐層釋放應(yīng)力,而巨型總段整體成型后,應(yīng)力全部鎖在船體內(nèi)部,必須額外增加低溫消應(yīng)力、振動時效等專業(yè)工序,變相拉長了塢內(nèi)調(diào)試周期。
最后一個 問題 是設(shè)計變更靈活性差,巨型總段高度集成,內(nèi)部艙室、設(shè)備、管線全部一體化預(yù)制完成,如果建造中途需要調(diào)整布局、修改管路和設(shè)備位置,就需要大范圍切割主結(jié)構(gòu),改造工作量和成本遠(yuǎn)超傳統(tǒng)塔式建造,基本可以說總段成型后,很難做大的設(shè)計改動。
總結(jié):大約一年后可以看到相應(yīng)模塊出現(xiàn),但如果服役到形成完成戰(zhàn)斗力至少也要7年以后,也是急不得!
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