{首页主词},&

軍用艦船領域碳纖維復合材料的發展方向

2019-07-30 09:56:39 作者：本網整理來源：挪恩復材分享至：

碳纖維的發展國防軍工和國民經濟的重要物資，屬于技術密集型的關鍵材料，碳纖維產業也是國家重點發展的戰略性新興產業。碳纖維復合材料具有極高的比強度和比剛度，是大型整體化結構的理想材料，在軍用飛機、軍用艦船等方面都有重要的應用意義。

（圖１：碳纖維軍用艦艇）

1、碳纖維上層建筑

60年代中期以來巡邏炮艇上的炮艇甲板室就開始采用復合材料，70年代早期，獵雷艇的上層建筑也開始采用復合材料。芬蘭皇家海軍的快速巡邏艇Rauma的上層建筑也采用復合材料夾層結構，船體采用鋁合金。

與鋼和鋁相比，碳纖維上層建筑存在很多缺點，如制造成本高，因為其和鋼甲板的連接處花費昂貴，對于中型護衛艦來說，上層建筑采用碳纖維復合材料代替鋼會給建筑成本增加50%—150%，盡管如此，許多艦船制造者和海軍已開始接受更高的制造成本，因為可以節省使用周期成本，從而降低總體成本。

2、碳纖維螺旋槳

海軍艦艇的螺旋槳材料一直以來都是鎳鋁銅合金，存在很多問題例如加工復雜葉片時花費高，葉片容易疲勞產生裂紋，聲學阻尼性相對較差，振動時會帶來噪音等等。因此海軍設計者們不得不考慮其它材料，最引人注目的材料是不銹鋼、鈦合金以及碳纖維。

碳纖維螺旋槳系統的設計和性能高度機密，近年來的研究進展未見公開發表。不過眾所周知，碳纖維葉片中的纖維可以承受主要的水動力和離心力。目前大批海軍艦艇安裝了碳纖維螺旋槳，如登陸艦和掃雷艇，此外碳纖維螺旋槳也用在魚雷和小型船只上。

3、碳纖維桅桿

20世紀60年代復合材料首次應用在桅桿上。傳統的鋼桅桿采用開放式結構，突出在外，會干擾本艦的雷達和通訊系統且易于腐蝕。美國海軍于1995年著手研制先進全封閉式桅桿/傳感器系統（AEM/S），整個結構高28m，直徑達10.7m，是美國海軍艦艇上最大的碳纖維水上結構。

4、碳纖維推進軸

在減輕船體重量的趨勢中，推進系統的動力傳輸部件的減重也提到了議事日程。典型的是在2或4臺高速柴油機通過減速齒輪箱驅動噴水推進器的高速船上，無論柴油機與齒輪箱之間，還是齒輪箱和噴水推進裝置之間的距離都縮短了。

尤其是在雙體船狹小的空間里要求錯落布置4臺柴油機，前部柴油機中發出的功率必須通過后部的柴油機傳輸出去。因此，這就要求配備重量最輕、部件最少的傳動裝置。而采用由碳纖維復合材料的驅動軸，能夠輕而易舉地達到減輕傳動部件重量的目的。

5、其他部件

許多海軍正考慮將碳纖維復合材料應用在武器外罩和甲板防護板上，及作為導彈沖擊遮護板，以免受高速射彈和榴散彈的沖擊；還有一些專家正在研制將碳纖維復合材料應用在艦艙壁、艙門以及甲板等部件中。目前，碳纖維在海軍艦艇上的應用非常廣泛。但是，大部分已經成熟的技術僅應用于相對較小的海軍艦艇，例如護衛艦、巡邏艇、MCMV等，或一些大型艦艇的非結構、非關鍵性部件。挪恩復材也在積極研究碳纖維在軍工領域的應用，曾為某軍工研究所研制碳纖維軍用運輸箱與通訊雷達機箱等產品，并成功通過驗收。相信隨著科學技術的發展和進步，碳纖維復合材料在海軍艦艇上的應用必將日益成熟，應用范圍也將越來越廣。

免責聲明：本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有，如果涉及侵權，請第一時間聯系本網刪除。