航母有哪些建造材料和航母的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？

一、國(guó)外航母船體材料概況

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，海洋戰(zhàn)略的地位變得越來越重要了。各國(guó)為了保護(hù)海洋權(quán)益，必須大力建設(shè)“藍(lán)水海軍”，作為遠(yuǎn)洋艦隊(duì)核心的航空母艦則是建設(shè)“藍(lán)水海軍”最為關(guān)鍵的組成部分。材料配套體系是航母建造的基礎(chǔ)，沒有它的有力支持，一切設(shè)計(jì)方案都是紙上談兵。而且從材料的研制、配套材料和工藝完善、應(yīng)用研究、工程化適應(yīng)性研究到最終實(shí)際建造使用需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期。因此各大海軍強(qiáng)國(guó)都十分重視航母材料配套體系研究，航母材料配套體系的發(fā)展水平直接反映各國(guó)航母技術(shù)水平，本文簡(jiǎn)要介紹了美、俄等國(guó)航母材料配套體系的發(fā)展概況。

1 美國(guó) 

美國(guó)從二次世界大戰(zhàn)開始發(fā)展中型航母，到19世紀(jì)60年代以后主要發(fā)展大型航母，期間其航母用主船體鋼大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：

第一階段（二戰(zhàn)時(shí)期）：HTS、A、B、D、E

第二階段（60年代至80年代初）：H1f.80、HY-100

第三階段（80年代中期至今）：HSLA一80、HSLA-100

第四階段（已研制未應(yīng)用或開始研制）：HSLA-65、10Ni

四個(gè)階段的航母船體結(jié)構(gòu)用鋼特點(diǎn)詳述如下：

第一階段二戰(zhàn)期間：美國(guó)首先重點(diǎn)發(fā)展的是中型航母，如6萬噸的薩拉托加號(hào)航母，該航母主要是選用HTS、A、B、D、E等高強(qiáng)度及一般強(qiáng)度級(jí)別的結(jié)構(gòu)鋼作為主船體選材，該階段鋼的情況見表1。該階段鋼的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度級(jí)別不高，合金元素少、碳當(dāng)量低，故成本低、焊接性好，但其韌性較低、抗彈性差、耐蝕性一般，且鋼板厚度較大，但在當(dāng)時(shí)也基本滿足了美國(guó)中型航母的使用要求。

第一階段 二戰(zhàn)期間：美國(guó)首先重點(diǎn)發(fā)展的是中型航母，如6萬噸的薩拉托加號(hào)航母，該航母主要是選用HTS、A、B、D、E等高強(qiáng)度及一般強(qiáng)度級(jí)別的結(jié)構(gòu)鋼作為主船體選材，該階段鋼的情況見表1。該階段鋼的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度級(jí)別不高，合金元素少、碳當(dāng)量低，故成本低、焊接性好，但其韌性較低、抗彈性差、耐蝕性一般，且鋼板厚度較大，但在當(dāng)時(shí)也基本滿足了美國(guó)中型航母的使用要求。

表1第一階段開發(fā)的美國(guó)航母船體結(jié)構(gòu)用鋼主要情況

第二階段 60年代以后：為了滿足發(fā)展大型航母的需求和對(duì)性能要求的進(jìn)一步提高、以及為了減輕航母重量的需要，在Ni-Cr系STS防彈鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)出了HY一80、HY一100等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。HY系列鋼的主要特點(diǎn)是：

（1）碳含量及碳當(dāng)量較高，故焊接性差；

（2）Ni、Cr、Uo含量較多，鋼的韌性及耐腐蝕性好，成本高；

（3）鋼板規(guī)格寬，水面、水下艦艇結(jié)構(gòu)通用。在此期間，美國(guó)航母主船體用鋼主要是HY-80、HY-100、HTS等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼以及普通的一般強(qiáng)度的碳素鋼，如表2。

表2第二階段開發(fā)的美國(guó)航母船體結(jié)構(gòu)用鋼主要情況

第三階段 80年代以后：為了改善海軍艦船用鋼焊 性能穩(wěn)定性有待提高。

接性，節(jié)約航母建造成本，發(fā)展了HSLA-80、HSLA-100鋼，以替代HY-80、HY-100鋼。HSLA一80、HSLA-100鋼主要采取銅沉淀硬化型的強(qiáng)化機(jī)理，其主要特點(diǎn)是：

（1）碳含量及碳當(dāng)量低，焊接性好，降低了建造成本；

（2）Ni、Cr、Mo含量與“HY-鋼”相比有了不I一程度的減少，降低了材料成本；

（3）與“HY-型鋼”相比，鋼板規(guī)格較窄，厚板的淬硬性降低且在厚板方向上

在這一階段，美國(guó)航母主船體用鋼主要足HY一80、HY-100、HSLA-80、HSLA-100四種鋼混用，并且在非主要結(jié)構(gòu)上仍然采用HTS等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼以及普通的一般強(qiáng)度的碳索鋼。航母船體結(jié)構(gòu)用型鋼、鑄鍛鋼及焊接材料仍然沿用了HY系列的配套材料。為了充分發(fā)揮HSLA系列鍘所具有的良好焊接性能，其配套材料的研制也在計(jì)劃之中。

表3第三階段開發(fā)的美國(guó)航母船體結(jié)構(gòu)用鋼主要情況

第四階段 90年代以后：為了發(fā)展未來型航母，對(duì)于航母的主船體，美國(guó)海軍所重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)是，航母主船體重量越來越重以及航母的機(jī)動(dòng)性和有效載荷等突出問題。因此，對(duì)于航母的主船體，期間重點(diǎn)解決的問題是減輕航母主船體重量和降低航母重心以及增加航母的機(jī)動(dòng)性和有效載荷。因此，美國(guó)海軍又相繼開發(fā)了HSLA-65和10Ni鋼。

HSLA一65鋼是為代替HTS鋼（DH36、EH36）而開發(fā)的，其最大厚度可達(dá)32mm，計(jì)劃用于未來新型艦艇，諸如核動(dòng)力航母CVN-76及新型航母CVN-21以及其它艦型。據(jù)估計(jì)，CVN一76使用HSLA一65鋼，艦體可減輕重量2，400噸。節(jié)省建造費(fèi)用約2400萬美元。開發(fā)10Ni鋼主要是替代HSLA～100鋼（或IIY—100）以減輕航母重量和降低航母重心以及降低建造成本和增加防彈性能。10Ni鋼是一種可焊的具有屈服強(qiáng)度180ksi（相當(dāng)于1，240MPa級(jí)）的高強(qiáng)度高韌性鋼，美國(guó)在上世紀(jì)70年代開始研究，當(dāng)時(shí)是為了探索大潛深潛艇耐壓殼體用鋼的可能性，日本曾引進(jìn)該技術(shù)進(jìn)行深潛潛艇和深潛器耐壓殼體及其焊接材料的開發(fā)研究。目前，該鋼已在航天上應(yīng)用，并制訂了艦用裝甲板軍用規(guī)范MIL-S-12560。業(yè)已證明，10Ni鋼不僅可減輕重量，而且在保持或超過所要求關(guān)鍵性能的基礎(chǔ)上，提高了強(qiáng)度和韌性。該鋼含碳量低，焊接性好。利用該鋼取代當(dāng)前航空母艦使j{j的HSLA-100，可使今后建造的CVN-2l艦體結(jié)構(gòu)厚度至少減少I／8英寸以上，達(dá)到減輕重鼉400一800噸的目的，并且可以降低重心。目前，HSLA-65雨I10Ni鋼尚未在實(shí)際航母建造中得到應(yīng)用，但據(jù)美國(guó)海軍報(bào)道，HSLA一65和10Ni鋼擬將在不久建造的CVN2l未來型航母上進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用。HSLA一65和10Ni鋼的情況見表4。

表4第四階段開發(fā)的美國(guó)航母船體結(jié)構(gòu)用鋼主要情況

需要指出的是，對(duì)于航母主船體用重要的防護(hù)裝甲用材，防護(hù)裝甲用鋼是其重要的選材之一。美國(guó)采用的主要防護(hù)裝甲用鋼是HY一100鋼。也有部分使用HSLA-100鋼和HY一80鋼，但用量不多，這些防護(hù)裝甲用鋼主要應(yīng)用于艦橋、飛行甲板、艦舷、機(jī)庫甲板等重要部位，其最大鋼板規(guī)格可達(dá)200mm以上。

2俄羅斯

俄羅斯船體鋼的強(qiáng)度等級(jí)也較齊全，從355MPa至I]980MPa均有相應(yīng)的鋼種。據(jù)有關(guān)資料介紹，前蘇聯(lián)大、中型航母主殼體選用的是屈服強(qiáng)度為590MPa級(jí)的高強(qiáng)度鋼，其防護(hù)結(jié)構(gòu)選用了屈服強(qiáng)度為760MPa～980MPa的多種高強(qiáng)度鋼。通過對(duì)“瓦”艦的勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)俄羅斯在中型航母主船體的外板、飛行甲板等關(guān)鍵部位都采用了A K系列鋼，俄羅斯用于航母建造的鋼種基本情況見表5。

表5俄羅斯航母建造的鋼種基本情況

需要指出的是，俄羅斯“瓦良格”號(hào)航母主船體用型材主要是A K--25對(duì)稱球扁鋼及10X c H皿對(duì)稱球扃鋼，這是與國(guó)內(nèi)驅(qū)護(hù)艦采用單頭球扁鋼的顯著不同之處。

3其他國(guó)家

其他擁有航空母艦或準(zhǔn)航空母艦的國(guó)家，如法國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家也開發(fā)了系列高強(qiáng)度艦船用鋼。法國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)后開發(fā)了60HLES、80HLES、100HLES三代高強(qiáng)度鋼。英國(guó)研制了強(qiáng)度和韌性相當(dāng)于美國(guó)的HY-100鋼的低合金高強(qiáng)度鋼叫N鋼。日本艦艇用鋼研制開發(fā)水平是很高的。列入防衛(wèi)廳規(guī)格的就有Ns30、Ns46、Ns63、Ns80、Ns90、Nsl10等各級(jí)艦艇用鋼，能夠?qū)ζ浣ㄔ旌侥柑峁┯行У募夹g(shù)支撐。

二、航母的建造材料

航母是一個(gè)國(guó)家工業(yè)及科技水平的展示平臺(tái)，它幾乎集中了所有先進(jìn)的技術(shù)和材料。一艘航母所用的材料涵蓋的種類繁多，主要有船體結(jié)構(gòu)材料、裝甲材料、耐燒蝕材料和隔熱保溫材料、特種裝置材料和涂料等。

船體結(jié)構(gòu)材料

航母上用量最多的材料當(dāng)屬建造航母艦體的結(jié)構(gòu)材料，是它們構(gòu)成了航母的巨大船體外殼、各層甲板、上層建筑。航母艦體巨大，上面搭載的飛機(jī)、武器、輔助和補(bǔ)給儲(chǔ)備重量都是十分驚人的，加之航母航行在海上，要承受巨大的波浪載荷，因此船體結(jié)構(gòu)材料要有足夠的強(qiáng)度。而且航母的服役期大都長(zhǎng)達(dá)40年甚至更久， 所以需要結(jié)構(gòu)材料結(jié)實(shí)耐用。目前，航母所用的船體結(jié)構(gòu)材料主要是鋼材、鋁合金和復(fù)合材料。

船體結(jié)構(gòu)鋼

鋼材是水面艦艇的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料 ，也是建造現(xiàn)代航母最主要、最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)材料，它具有強(qiáng)度高、工藝性能好及耐海水腐蝕等特點(diǎn)。第二次世界大戰(zhàn)后，世界各軍事強(qiáng)國(guó)研究開發(fā)了系列化的高強(qiáng)度艦船用鋼。美國(guó)從 20 世紀(jì)50 年代開始逐步建立HY系列高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼體系，發(fā)展了用于航母建造綜合性能好的HTS鋼和HY80鋼，屈服強(qiáng)度分別達(dá)到355兆帕和550兆帕。在HY80鋼基礎(chǔ)上，改變合金含量及回火溫度以提高強(qiáng)度，研制了屈服強(qiáng)度690兆帕級(jí)的HY100鋼。該級(jí)別鋼從1966 年開始用于航母飛行甲板的建造。一直到80年代，HY系列都是美國(guó)航母的主要結(jié)構(gòu)用鋼。但HY     系列鋼材在焊接時(shí)，為防止開裂，需要控制包括預(yù)熱、層間溫度、焊接材料儲(chǔ)存和檢驗(yàn)在內(nèi)的許多因素，建造成本較高。進(jìn)入20 世紀(jì)80年代后，隨著超低碳、超純凈鋼冶煉、微合金化及控軋控冷等冶金技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)開始研制不需預(yù)熱或只需較低溫度預(yù)熱就能焊接的 HSLA 系列鋼，提高了生產(chǎn)效率， 降低了建造成本。美國(guó)曾作過計(jì)算，若一艘航母材料的50％使用HSLA系列鋼材 ，將比全部使用HY系列鋼材節(jié)省920~2070萬美元。由于HSLA系列鋼材具有這些特定優(yōu)點(diǎn)， 美國(guó)海軍已逐步用 HSLA 系列取代 HY 系列進(jìn)行航母建造。

HSLA100的第一批訂貨用于核動(dòng)力航母“斯坦尼斯”號(hào)（CVN74），以代替HY100。在“杜魯門”號(hào)（CVN 75） 上， HSLA 的用量增加到大約15420噸，“里根”號(hào) （ CVN 76） 上也繼續(xù)增加其使用量。

俄羅斯傳統(tǒng)上更加重視核潛艇的建設(shè)，1954 年開發(fā)出了潛艇殼體用 AK25 及其改進(jìn)型鋼材，不僅強(qiáng)度高，而且可在常溫下進(jìn)行焊接，不需要預(yù)熱，性能優(yōu)良。因此，蘇聯(lián)建造航母時(shí)也采用了這種材料。

鋁合金材料

鋁合金具有重量輕、強(qiáng)度高、工藝性能好以及無磁性等特點(diǎn)，能有效減少空船重量、降低建造成本。當(dāng)使用在合適的部位，諸如上層建筑上時(shí)，可以起到降低航母重心高度的作用。美國(guó)“獨(dú)立”號(hào)航母上采用了1222噸鋁合金，比采用鋼材輕908 噸。但是在馬島海戰(zhàn)中，鋁合金材料也暴露了它的重大缺陷。英國(guó)“謝菲爾德”號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦在被阿根廷的“飛魚”導(dǎo)彈擊中后，爆炸產(chǎn)生大火，艦上的鋁合金結(jié)構(gòu)因熱傳導(dǎo)快、熔點(diǎn)低而軟化甚至熔化，起火后難以阻隔火勢(shì)的蔓延，最后導(dǎo)致艦艇沉沒。以后的軍艦設(shè)計(jì)中各國(guó)都嚴(yán)格限制了鋁合金材料的使用范圍。

此外，鋁合金上層建筑與鋼結(jié)構(gòu)連接處易疲勞斷裂，這導(dǎo)致連接工藝復(fù)雜和生產(chǎn) 成本提高。這些因素都制約了鋁合金材料在 航母上的大規(guī)模的應(yīng)用。但是，航母本身龐大，內(nèi)部艙室分隔很多，利用鋁合金材料建 造部分區(qū)域的艙壁或上層建筑的部分結(jié)構(gòu)總的看來還是利大于弊的。

增強(qiáng)復(fù)合材料

復(fù)合材料是將2種或2種以上不同性質(zhì)的材料結(jié)合為一體，達(dá)到預(yù)期使用特性而設(shè)計(jì)制造的新材料。目前用于水面艦艇建造的主要復(fù)合材料有：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。隨著復(fù)合材料在“拉斐特”級(jí)護(hù)衛(wèi)艦上層建筑應(yīng)用的成功，以及 其他中型艦船采用復(fù)合材料建造技術(shù)的發(fā)展， 預(yù)計(jì)在航母上也將更多地采用復(fù)合材料。

增強(qiáng)復(fù)合材料具有一系列對(duì)航母有利的性能。

優(yōu)良的力學(xué)性能。同等強(qiáng)度的增強(qiáng)復(fù)合材料，其重量?jī)H為裝甲鋼板的十分之一， 故可用來建造航母的上層建筑或替代部分艙壁和門，以減輕結(jié)構(gòu)重量，降低艦船重心，提高船舶穩(wěn)性，改善耐波性；

低磁性特征。能夠大大減低結(jié)構(gòu)的磁性信號(hào)，降低遭到磁引信水雷攻擊的概率；

良好的電波穿透性能、聲學(xué)和紅外特征。復(fù)合材料對(duì)電磁波的吸收率低，適宜建造艦艇武器雷達(dá)罩和聲吶導(dǎo)流罩；

優(yōu)良的防火性能。采用該類材料制成的艙壁可防火焰擴(kuò)散、減少發(fā)煙，提高艦艇的居住性；

耐久性能卓越。復(fù)合材料與常規(guī)金屬材料相比，抗海水、鹽霧的腐蝕能力強(qiáng)，抗 疲勞和抗沖擊性能優(yōu)越，因此具有良好的耐久性，適合作為像航母這樣的服役期很長(zhǎng)的艦船的結(jié)構(gòu)材料；

優(yōu)良的設(shè)計(jì)、工藝性。復(fù)合材料具有材料的可設(shè)計(jì)性。可根據(jù)船艇不同部位的結(jié)構(gòu)要求，進(jìn)行材料、鋪層和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

此外，復(fù)合材料還具有易成型、易修補(bǔ)的特點(diǎn)，適宜制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可縮短建造周期，而且維護(hù)費(fèi)用也比較低。

美國(guó)海軍于 1995 年著手實(shí)施先進(jìn)的封閉桅桿/傳感器（AEM/S）計(jì)劃。該桅桿采用復(fù)合材料制造，極大地減少己方頻率信號(hào)損失。同時(shí)，降低了桅桿雷達(dá)反射截面，保護(hù)了主天線和其他敏感電子設(shè)備。美國(guó)新一代航母將裝備 AEM/S 系統(tǒng)。同樣，英國(guó)也制造了類似的復(fù)合材料桅桿， 計(jì)劃安裝在 2012 年后建造的航母上。可見復(fù)合材料的優(yōu)越性能使得復(fù)合材料在造船工業(yè)中大有用武之地，成為當(dāng)今其他材料難以替代的重要的造船材料，得到廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)然復(fù)合材料也有其缺點(diǎn)，如玻璃鋼的彈性模量不足復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng) 度低，手工成型較多，建造成本較高。隨著科技的進(jìn)步，可以預(yù)料復(fù)合材料在航母上的應(yīng)用前景將十分廣闊。

航母螺旋槳材料

航空母艦的螺旋槳是什么材質(zhì)建造的？答案揭曉：高科技成分十足。

航母的螺旋槳采用材質(zhì)是特種青銅合金。之所以不用鐵基合金鋼，是因?yàn)楹侥杆€以下會(huì)在海水中腐蝕。鐵基合金鋼無法承受。純黃銅剛性不足，螺旋槳受力巨大，純銅材質(zhì)會(huì)變形。所以青銅合金就成了最佳選擇。特種青銅合金里加了錳和鎳等金屬，按比例熔煉，之后鍛打。

航母螺旋槳有極為嚴(yán)格生產(chǎn)質(zhì)量要求。首先在材料方面，要能抵抗長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)海水高強(qiáng)度腐蝕破壞性環(huán)境。在如此環(huán)境下還能夠持續(xù)正常運(yùn)行。材質(zhì)的選擇上純鋼被剔除，因?yàn)閺?qiáng)度足夠但經(jīng)不起腐蝕。國(guó)際大型輪船和航母都普遍采用特種銅質(zhì)合金鋼。銅極耐海水腐蝕。但材質(zhì)偏軟，缺乏剛性。加入錳和鎳等金屬主要就是來提高銅的剛性。但長(zhǎng)期承受壓力一般的銅質(zhì)合金還是會(huì)變形的。在民船上輕微的變形沒什么了不起，拆下來校一下角度就行了。但航母上面絕不允許有任何螺旋槳變形發(fā)生。變形會(huì)產(chǎn)生力矩幅度，航母航行的軌道精準(zhǔn)度會(huì)受此影響。對(duì)起降飛機(jī)有極大干擾。另外螺旋槳變形會(huì)增加大量噪音。所以現(xiàn)在各國(guó)對(duì)航母螺旋槳合金鋼材質(zhì)配方極度保密。

同樣不能輕視的重點(diǎn)就是螺旋槳的加工技術(shù)。小一些的螺旋槳以前都是靠人手工打造的。航母用螺旋槳都是400到600噸的超大尺寸部件。而且形狀特別復(fù)雜精度要求極高。要用到手工即不可能加工，也不可能保證質(zhì)量。這時(shí)候就需要超大型數(shù)控機(jī)床出馬了！超大型7軸5聯(lián)動(dòng)機(jī)床。可加工直徑12.5米的超大部件。技術(shù)進(jìn)步的效果是明顯的。人工24小時(shí)不停工，20天才可造出小型螺旋槳。在精密數(shù)控機(jī)床上3天時(shí)間就可加工完畢。

裝甲材料

二次世界大戰(zhàn)的教訓(xùn)表明，現(xiàn)代軍艦不僅要有戰(zhàn)斗能力，還要具有一定防護(hù)能力和抗破損能力。例如，二次世界大戰(zhàn)中被擊沉的航母有55％是由于水下防護(hù)差， 艦體遭到破壞而沉沒的。這使人們又開始重視航母裝甲防護(hù)。從二戰(zhàn)后美國(guó)建造的航母上可明顯的看出這種趨勢(shì)。而且隨著航母的造價(jià)越來越高昂，裝甲防護(hù)就更加受到重視了。裝甲材料大致可以分為鋼質(zhì)裝甲和復(fù)合材料裝甲。

鋼質(zhì)材料裝甲

鋼質(zhì)裝甲歷經(jīng)幾代發(fā)展改進(jìn)，目前在艦船裝甲材料領(lǐng)域內(nèi)仍然占有主導(dǎo)地位。

美國(guó)為了提供航母的裝甲防護(hù)水平大量采用HY80這類高強(qiáng)度鋼。在強(qiáng)力甲板和一些關(guān)鍵部位，更是規(guī)定使用高強(qiáng)度鋼。

鋼質(zhì)裝甲的大量使用將導(dǎo)致船體重量增大，削減武器彈藥的搭載，或者降低航速，從而削弱了艦艇的戰(zhàn)斗力，因此各國(guó)都在不遺余力地研究怎樣在提高裝甲防護(hù)能力的同時(shí)減輕裝甲的重量。

非金屬材料裝甲

70 年代后期，裝甲防護(hù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)人了新的階段，由過去單獨(dú)依靠均質(zhì)鋼裝甲逐步向通過有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制成的復(fù)合裝甲發(fā)展，裝甲的性能得到很大的提高，而重量大大減輕。

復(fù)合材料裝甲通常是由高性能纖維增強(qiáng)的樹脂基材料復(fù)合制成的，主要有玻璃鋼芳綸纖維、高硬度陶瓷等新型非金屬材料。先進(jìn)復(fù)合材料具有密度小、防護(hù)性能高制造工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)南冗M(jìn)復(fù)合材料裝甲，在同等重量的情況下，其防御能力是鋼質(zhì)裝甲的數(shù)倍。

玻璃纖維復(fù)合材料（玻璃鋼）

早在二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)已開始 進(jìn)行玻璃鋼裝甲的研究。隨著5 - 2高強(qiáng)度坡璃纖維的出現(xiàn)，高性能玻纖復(fù)合材料就成為第一代復(fù)合裝甲材料。據(jù)稱，美國(guó)已經(jīng)將5 - 2玻璃纖維應(yīng)用在了大型航母上。此外有報(bào)道稱，俄羅斯“庫茲涅佐夫”號(hào)航母的舷側(cè)防護(hù)裝甲為玻璃鋼質(zhì)。

芳綸纖維一一“凱夫拉”復(fù)合材科

“凱夫拉”（Kevlar）是由美國(guó)杜邦公司1965 年研制出的一種芳香族聚酰胺纖維，它強(qiáng)度高、韌性高，具有很高的耐沖擊能力。而且“凱夫拉”的重量輕，比重只有玻璃纖維的一半左右，在重量相同的情況下，凱夫拉“復(fù)合裝甲可提供 5 倍于鋼質(zhì)材料的防護(hù)。而且增強(qiáng)復(fù)合材料具有能經(jīng)受多次沖擊的特點(diǎn)，在這方面比玻璃纖維復(fù)合材料有優(yōu)勢(shì)。另外在自由衰減特性、耐火、耐疲勞方面也有不俗表現(xiàn)，但是其價(jià)格較高。

”凱夫拉“復(fù)合材料在航母防護(hù)上具有很大潛力，是很有開發(fā)前途的一種材料。”凱夫拉“裝甲最早應(yīng)用于美國(guó)”佩里“級(jí)護(hù)衛(wèi)艦，美國(guó)海軍的”尼米茲“級(jí)核動(dòng)力航母采用了這種材料制造復(fù)合裝甲，作為作戰(zhàn)指揮中心、彈藥艙等要害艙室的防護(hù)裝甲。而法國(guó)最新的”夏爾·戴高樂“號(hào)核動(dòng)力航母也在甲板上層建筑和艦上重要的操控室及敏感的技術(shù)艙室等關(guān)鍵部位敷設(shè)了”凱夫拉“裝甲。

 

耐燒蝕材料和隔熱保溫材料

現(xiàn)代航母一般都儲(chǔ)備有大量的航空燃油。艦艇燃料和數(shù)十架飛機(jī)及各種武器彈藥。一艘航母相當(dāng)于一座巨大的油料庫和彈藥庫，火災(zāi)和爆炸是它的大敵。所以航母的絕緣材料和耐燒蝕材料與一般的水面艦艇相比要求異常嚴(yán)格。絕緣材料防火性能的好壞。

直接影響到航母的生命力，同時(shí)由于這類材料遍布于航母，用量很大，與艦員的生活壞境以及建造的經(jīng)濟(jì)性也大有關(guān)系。

耐燒蝕材科

耐燒蝕材料是航母的必備材料。根據(jù)其應(yīng)用部位可以分為兩種基本類型。一種是耐燒蝕涂料，用于航母彈藥艙及其他關(guān)鍵部位，如艦員的應(yīng)急通道，避難區(qū)，電纜管道、 救生設(shè)備存放區(qū)。早期美國(guó)海軍使用含有石 棉填充物的碳化型耐燒蝕材料，后因?yàn)槭?是致癌物，且承受熱負(fù)荷不高，研制了性能更優(yōu)秀的膨脹型耐燒蝕材料，已經(jīng)成為目前的主流材料。美軍海軍的測(cè)試證明這種材料可以推遲自燃時(shí)間，能用于航母的彈藥艙 及其他關(guān)鍵部位。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)。可以有效 地控制火勢(shì)的蔓延，贏得寶貴的時(shí)間進(jìn)行撲 救，對(duì)于提高航母的生命力有重大的意義。另一種是結(jié)構(gòu)型耐燒蝕復(fù)合材料，艦上導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高溫氣，所有貯存箱底部及氣流排導(dǎo)系統(tǒng)的內(nèi)表面都需要用耐燒蝕材料進(jìn)行保護(hù)，這種系統(tǒng)常采用復(fù)合材料與涂料相結(jié)合的形式。美國(guó)目前使用以酚醛樹脂為基體的碳化型纖維增強(qiáng)材料。

艙室隔熱保溫材料

美國(guó)航母上除了配置自動(dòng)防火系統(tǒng)外， 還要求火災(zāi)區(qū)在燃燒時(shí)，臨近艙室的溫度不能過高，從而盡縣減少火災(zāi)的損失。這就需要敷設(shè)隔熱材料。航母常用的常規(guī)隔熱保溫材料有：玻璃棉、酚醛泡沫、阻燃性的無機(jī)纖維材料。

果酰亞胺泡沫材料

聚酰亞胺絕熱保溫材料與其他同類材料相比，具有良好的絕熱保溫效果，良好的阻燃性，抗明火，不發(fā)煙，不產(chǎn)生有害氣體，質(zhì)量輕，在大型航母上使用，可比用傳統(tǒng)的纖維隔熱材料輕250噸； 較好的韌性和彈性，易于安裝和維護(hù)；耐高低溫；環(huán)境友好，不含鹵素和消耗臭氧的物質(zhì)。美國(guó)第一艘采用聚酰亞胺泡沫材料的登陸氣墊船在使用15年后，性能仍然滿足相關(guān)要求，由 此可見這種材料的耐久性能優(yōu)良。目前這種材料在美國(guó)的航母已經(jīng)開始得到廣泛的應(yīng)用。

納米孔無機(jī)絕熱保溫材料

硅質(zhì)納米孔超級(jí)絕熱材料具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)。在高溫下也能保持很好的隔熱效果，絕熱保溫性能優(yōu)異。資料顯示，船舶使用十幾毫米厚的硅質(zhì)納米孔超級(jí)絕熱材料就可滿足很高級(jí)別的耐火分隔要求，而相同情況下達(dá)到同樣效果將采用3倍以上重量的其它無機(jī)保溫材料，因此大大減輕了船體的重量并節(jié)約了空間。但由于價(jià)格較貴，在航母上，硅質(zhì)納米扎超級(jí)絕熱材料主要用于重要艙室、高溫排氣管的絕熱保溫和耐火分隔。

特種裝置材料

航母特種裝置主要包括對(duì)艦載機(jī)移動(dòng)、起飛、著艦起關(guān)鍵作用的設(shè)備裝置，它們的工作條件通常十分惡劣，對(duì)所用的材料性能也會(huì)有很高的要求。如彈射器的蒸汽缸體、制動(dòng)缸、噴氣偏流板、阻攔索等。對(duì)于航母而言，這類材料是至關(guān)重要的。離開了它們，航母是不可能正常運(yùn)作的。

彈射器的儲(chǔ)汽罐

彈射器的儲(chǔ)汽罐是一種大尺寸的高壓容器。用來貯存彈射飛機(jī)的蒸汽。雖然儲(chǔ)汽罐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于要承受高壓，尺寸大， 因此對(duì)材料制造設(shè)備和焊接工藝等方面提出了很高要求。對(duì)于航母彈射器來說，有使度高、抗磨損、抗沖擊、用次數(shù)、重量限制和耐高溫方面的要求，所 耐疲勞等特性。因此，美以制造難度就更大。制罐材料為耐熱的特種 國(guó)是花費(fèi)了大量的財(cái)力合金鋼，必須要有很好的抗蠕變性能和抗拉物力，在多種材料中精心強(qiáng)度，而且還要承受幾十萬次的彈射加壓／卸 挑選的高性能合金，井采載的疲勞測(cè)試，目前僅只有幾個(gè)國(guó)家具備制 用了多種材料絞制，才生造能力。美國(guó)原來采用壓力容器鋼制造彈射器的蒸汽缸體，后改用不銹鋼材料。

蒸汽彈射器制動(dòng)缸

蒸汽彈射器的制動(dòng)缸位于彈射器的尾端，作用是使彈射器的活塞在完成飛機(jī)彈射任務(wù)后，能在極短的時(shí)間和距離內(nèi)停止。美國(guó)采用鈦合金，不僅解決了腐蝕問題，而且還能減輕設(shè)備重量（大型航母一般有至8少個(gè)這樣的制動(dòng)缸，采用鈦合金后，可以減輕約15噸重量）。

噴氣偏流板

噴氣偏流板工作時(shí)，受到高溫氣流的沖擊，表面溫度升高很快，需要用海水進(jìn)行冷卻美國(guó)航母上的偏流板采用耐腐蝕性能良好的鈦合金制造，利用鈦合金耐海水腐蝕性能優(yōu)異耐熱性能也不錯(cuò)的特點(diǎn)，制造出的氣偏流板，經(jīng)過實(shí)際使用證明，效果很好。

阻攔索

與飛機(jī)尾鉤嚙合的阻攔索是保證飛機(jī)安著艦的關(guān)鍵構(gòu)件。1975 年8 月26 日， 美航母“富蘭克林”號(hào) （CV42）一架F4戰(zhàn)機(jī)因?yàn)樽钄r索斷裂而墜毀，機(jī)組人員全部死亡，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)億美元。所以，阻攔索雖然不是很大的零件，但對(duì)于航母來說，卻是十分關(guān)鍵，其性能直接關(guān)系到艦載機(jī)的安全著艦和航母的安危， 它要求材料具有強(qiáng)度高、抗磨損、抗沖擊、耐疲勞等特性。因此，美國(guó)是花費(fèi)了大量的財(cái)力物力，在多種材料中精心挑選的高性能合金，并采用了多種材料絞制，才生產(chǎn)出合乎要求的阻攔索。

涂料

涂料遍及航母的各個(gè)角落， 但是它的作用是不容小看的。離開了它航母也無法正常地發(fā)揮作戰(zhàn)效能。

飛行甲板分料

為了保證艦載機(jī)在艦上安全起降， 航母的飛行甲板需要涂敷一層涂料它既有較高的摩擦系數(shù)， 可以防滑， 又有較好的防腐蝕性能， 保證飛行甲板在惡劣的環(huán)境中能夠抵御大氣、海浪飛濺、艦載機(jī)的高壓氣流以及各種油料、洗滌劑的腐蝕和磨損。目前，能起到防滑作用的通常是在環(huán)氧樹脂中適當(dāng)加入一定粗細(xì)的天然氧化物顆粒， 而防腐作用的成分則是采用金屬涂層（鋅和鋁）和聚合物粉末涂層。

船體外充防污索料

國(guó)際海事組織已經(jīng)作出了決定：從2003年起， 禁止使用主要成分為三丁基錫（TBT）的錫基防污底涂料；2008年以后任何船舶上若發(fā)現(xiàn)使用該涂料，將屬違法。替代涂層材料所面臨的主要是成本和有效性問題。

目前較有發(fā)展前途的是新型自拋光涂層材料， 新型銅基防污涂層材料或水解甲硅烷基聚合物涂料， 采用聚合物來調(diào)節(jié)活性物質(zhì)的釋放速率。因此， 這種涂層能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持有效。由于活性的表面層長(zhǎng)時(shí)間地暴露在外，因此涂層表面總能保持光滑平整， 壽命也較長(zhǎng)， 所以這類產(chǎn)品為自拋光涂層材料據(jù)報(bào)道， 美國(guó)新建的航母就采用這類自拋光涂料。

還有一些其他的防污涂料方案一種是利用船底附著生物上豐富的微生物和酶來生成活性涂層的防污技術(shù)。還有一種被稱為“慢燒” 的方法， 即利用過氧化氫分解成水和氧氣時(shí)， 強(qiáng)氧化作用就會(huì)將其表面的生物殺死。但是， 這些方法還需要經(jīng)過實(shí)際使用的進(jìn)一步檢驗(yàn)才能運(yùn)用到航母上。

吸聲和阻尼涂料

消聲瓦是一種目前較為成熟的防聲吶探測(cè)的方法，但由于其施工方法、厚度、重量等方面缺陷，大大限制了它的應(yīng)用范圍。其發(fā)展趨勢(shì)是被采用施工簡(jiǎn)單、涂膜較薄的吸聲涂料所替代，如英、美采用聚氨酯發(fā)泡材料加多孔材料制作的吸聲涂料，吸聲率可達(dá)70% ～ 90%， 這類涂料在未來的航母上有很好的應(yīng)用前景。

航母材料的發(fā)展趨勢(shì)

目前，合金鋼與鋁合金這樣的傳統(tǒng)材料仍然是航母的主要結(jié)構(gòu)材料，但將繼續(xù)向強(qiáng)度高、工藝性能好、建造成本低的方向發(fā)展，美國(guó)推出的 HSLA 系列鋼材就是一個(gè)很好的例證。

在未來的航母上，大量新材料也會(huì)得國(guó)到廣泛的應(yīng)用。強(qiáng)度高、抗沖擊性能好的復(fù)合材料裝甲將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的鋼質(zhì)裝甲的統(tǒng)治地位構(gòu)成威脅。在有些艙壁、桅桿和武器雷達(dá)的外罩上，也會(huì)越來越多地應(yīng)用復(fù)合材料。隨著復(fù)合材料的工藝不斷改進(jìn)，建造成本的降低，強(qiáng)度、密度、防火隔熱性能和抗沖擊性能等重要性能的進(jìn)一步提高，多種纖維組合的實(shí)現(xiàn)，復(fù)合材料必定會(huì)在航母上得到廣泛的應(yīng)用。

目前節(jié)能環(huán)保的觀念和意識(shí)已經(jīng)深入人心，在航母的設(shè)計(jì)建造過程中，綠色概念也越來越受到重視了，前面提到的法國(guó)退役航母的遭遇，就更加生動(dòng)地體現(xiàn)了這一發(fā)展趨勢(shì)。未來的航母在改進(jìn)焊接材料和工藝、選擇艙室絕緣材料和涂裝材料方面將更加注重環(huán)保要求，甚至在設(shè)計(jì)思想上也會(huì)進(jìn)行革新，從設(shè)計(jì)之初就對(duì)各項(xiàng)環(huán)保措施進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，對(duì)可能影響環(huán)境的問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，加以解決， 使得未來的航母在建造和使用過程中都能更加綠色環(huán)保。另外，在軍工、高鐵、核電、航天航空等尖端制造領(lǐng)域的快速發(fā)展均離不開基礎(chǔ)材料領(lǐng)域的突破。作為推動(dòng)航母技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)——材料，尤其是新材料產(chǎn)業(yè)需要進(jìn)一步發(fā)展。

三、美軍航母腐蝕控制技術(shù)體系的發(fā)展研究

美國(guó)作為世界上航母技術(shù)最為成熟完善的國(guó)家， 迄今已建造了 70 余艘航母，目前已發(fā)展第三代核動(dòng)力航母——福特級(jí)。美國(guó)航母戰(zhàn)斗群不僅數(shù)量龐大，一直維持在 10 個(gè)以上航母戰(zhàn)斗群，而且在技術(shù)上也對(duì)其他國(guó)家保持遙遙領(lǐng)先。二戰(zhàn)之后，航母便代表了美國(guó)軍事力量的縮影，龐大的航母艦隊(duì)奠定了戰(zhàn)后美國(guó)牢固的海上霸主地位，對(duì)于保障美國(guó)國(guó)土安全和海外利益發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[1]。

同時(shí)，作為保證航母戰(zhàn)斗力和服役壽命的關(guān)鍵所在，耗費(fèi)巨大的維護(hù)保障工作也一直是美國(guó)軍方一直面對(duì)的重大問題，并在其近百年的發(fā)展史上積累了大量的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，“它山之石，可以攻玉”，全面深入研究美國(guó)航母腐蝕控制技術(shù)體系，總結(jié)歸納對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)起到重大影響和積極意義的關(guān)鍵因素和必然規(guī)律，對(duì)于其他國(guó)家海軍的發(fā)展無疑會(huì)起到重大引領(lǐng)和推動(dòng)作用。

1  新材料與新工藝的發(fā)展應(yīng)用

新材料及新工藝的上艦應(yīng)用，是高性能艦船裝備孕育和發(fā)展的基礎(chǔ)。腐蝕又是材料學(xué)科的分支，所謂腐蝕控制，本身就是防護(hù)材料及設(shè)備的應(yīng)用過程，其控制對(duì)象也是艦船裝備中所應(yīng)用的各型材料。所謂的艦船服役全壽命周期，很大程度上是由船體與各系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料和各型功能材料、結(jié)構(gòu)功能一體化材料的服役壽命所決定的。另外，隨著美軍 CVN78 福特級(jí)航母這類代表當(dāng)今世界最高科技水平的重大裝備的面世，作為艦船裝備建造的基礎(chǔ)，先進(jìn)艦船材料技術(shù)的上艦應(yīng)用（如圖1 所示），對(duì)于保持裝備先進(jìn)性代差以及各系統(tǒng)效能的充分顯現(xiàn)，所起到的巨大支撐作用有目共睹[2-4]。

圖1   CVN78先進(jìn)性體現(xiàn)

Fig.1     Advanced embodiment ofCVN78

在 CVN 78 設(shè)計(jì)建造所使用的 13 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中，僅材料技術(shù)就占兩項(xiàng)，分別是 HSLA-65 高強(qiáng)度低合金船體結(jié)構(gòu)鋼，以及 HSLA-115 高強(qiáng)度超強(qiáng)韌飛行甲板用鋼。對(duì)其他關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)而言，先進(jìn)材料的關(guān)鍵作用也非常顯著（如圖 2 所示）[5-6]。例如，核動(dòng)力推進(jìn)及電力系統(tǒng)安裝了 2 座新研制的A1B型反應(yīng)堆， 功率與尼米茲級(jí) A4W 反應(yīng)堆相同，但燃料效率是A4W 的 3 倍，堆芯壽命可延長(zhǎng)到 50 年，可持續(xù)運(yùn)行到航母退役。采用碳化硅半導(dǎo)體組成的大功率綜合電力模塊替換了又重又大的常規(guī)變壓器，實(shí)現(xiàn)了小型輕量化，但提供的電力卻是尼米茲級(jí)的3 倍。由此可見， 福特級(jí)航母的設(shè)計(jì)建造過程中，“裝備研制，材料先行”理念的貫徹，對(duì)于各級(jí)系統(tǒng)的研制建造，以及全壽命周期內(nèi)服役狀態(tài)和性能良好保持，起到了巨大推動(dòng)作用。

圖2   CVN78先進(jìn)材料與腐蝕控制技術(shù)應(yīng)用

Fig.2     ApplicationofCVN78advancedmaterialsandcorrosioncontroltechnology

2 腐蝕控制應(yīng)用于艦艇全壽命周期

腐蝕是一個(gè)遵循能量最低原則的緩慢自然過程， 看得見卻摸不著，但是不可避免的，因此只能預(yù)防和控制。腐蝕會(huì)在裝備的全壽命周期一直存在，并且裝備維護(hù)成本（包括人、財(cái)、物）會(huì)隨著裝備服役年限的延長(zhǎng)而大幅增加，占國(guó)防開支預(yù)算的很大比例。這一現(xiàn)象引起的軍費(fèi)激增是促使美國(guó)政府將腐蝕的預(yù)防與減緩作為國(guó)家戰(zhàn)略而推廣實(shí)施的直接原因。

美國(guó)海軍在艦船防腐頂層設(shè)計(jì)、管理機(jī)制、技術(shù)創(chuàng)新體制、軍民融合等諸多方面也進(jìn)行了一攬子自上而下的改革，并頒布實(shí)施了一系列規(guī)章條例。宗旨在于，降低維護(hù)成本，減小腐蝕對(duì)于海軍裝備安全和戰(zhàn)備的影響，以求將腐蝕預(yù)防與控制貫穿于從海軍裝備采購到維護(hù)的全壽命周期。自2004 年以來的十余年間，美國(guó)海軍通過“腐蝕預(yù)防與控制”的實(shí)施，以及對(duì)此前腐蝕控制系統(tǒng)工程建設(shè)存在問題的反思與深入分析研究，已經(jīng)確定了腐蝕控制的關(guān)鍵要素，并通過管理、技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，逐步控制住了腐蝕造成的艦隊(duì)維護(hù)成本急劇上升的勢(shì)頭。

3 腐蝕控制技術(shù)體系發(fā)展理念

對(duì)于引起當(dāng)前維護(hù)成本急劇上升的原因，美國(guó)海軍在大量調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，從腐蝕控制經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對(duì)該問題進(jìn)行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn)，航母等大型艦船維修周期過多、維修間隔過短、維修時(shí)間過長(zhǎng)，是引發(fā)上述問題的最根本原因。因?yàn)樾薮鸵ㄥX，一進(jìn)船塢就要產(chǎn)生占?jí)]費(fèi)，修理人員一上船就要產(chǎn)生工時(shí)費(fèi)、培訓(xùn)費(fèi)、材料費(fèi)、賠償費(fèi)等費(fèi)用，而且艦隊(duì)在船廠期間的花費(fèi)也不能停。對(duì)航母戰(zhàn)斗群而言，重新出塢還要再次進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練。總之，許多地方都要花錢和耗費(fèi)時(shí)間，而且都是無效的。對(duì)美國(guó)這種發(fā)達(dá)國(guó)家而言，船舶建造和維修費(fèi)用最高的其實(shí)是工時(shí)費(fèi)。工作量最大的艙室、船體和甲板這些大面積、勞動(dòng)密集型工作區(qū)中，腐蝕成本中的工時(shí)費(fèi)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所耗費(fèi)的原料成本，由此成為航母維護(hù)成本最高的區(qū)域。尤其是美國(guó)海軍艦船型號(hào)設(shè)計(jì)建造已基本發(fā)展完善，目前耗費(fèi)最多的是各型艦船尤其是航母的維護(hù)。長(zhǎng)此以往，艦船維護(hù)這種看似簡(jiǎn)單的小事，其耗費(fèi)的軍費(fèi)巨大。

最為關(guān)鍵的是，維修耽誤部隊(duì)作戰(zhàn)和訓(xùn)練，艦隊(duì)出勤率、戰(zhàn)斗力和快速反應(yīng)能力都要受到制約，對(duì)于航母這種為數(shù)不多的國(guó)之重器而言更是如此。平時(shí)可能顯現(xiàn)不出，一到戰(zhàn)時(shí)，這種高頻次的維修保障對(duì)于航母戰(zhàn)斗群綜合戰(zhàn)力的負(fù)面影響必將凸顯。

由此，美國(guó)海軍從兩方面入手對(duì)此問題制定了相關(guān)措施[7]：一是通過全壽命周期管理體制改革， 延長(zhǎng)入塢間隔，縮短入塢時(shí)間，做到盡量少去船廠修；二是在管理和技術(shù)層面，圍繞“省時(shí)、省力、省錢” 下功夫（美國(guó)海軍稱之為 Faster, Easier& Cheaper）。如怎樣免維護(hù)或至少提前發(fā)現(xiàn)問題，怎樣提高維護(hù)工作效率，怎樣提高艦員級(jí)維護(hù)的技術(shù)水平。對(duì)腐蝕防護(hù)技術(shù)而言，核心是降低艦船全壽期成本，重點(diǎn)研究目前哪些技術(shù)是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢的，怎樣提升裝備材料的服役壽命和效能，提升至什么程度才能使成本最低等。

具體措施方面，一是通過深化軍民融合提高艦船修造效率，并降低成本。與我國(guó)不同，美國(guó)國(guó)防工業(yè)主體是民企，只有核動(dòng)力及武器裝備等核心技術(shù)裝備掌握在國(guó)家手中，國(guó)有船廠僅有四家。為提高艦船修造效率并降低成本，美國(guó)海軍一方面推行“一家船廠”優(yōu)化配置四家國(guó)有船廠的人力和物力資源，以提高艦船修造技術(shù)水平，節(jié)省人工成本。另一方面鼓勵(lì)“民參軍”，使更多具備資質(zhì)的民企通過競(jìng)爭(zhēng)性定價(jià)參與到艦船修造，使高效低成本技術(shù)在艦船上獲得應(yīng)用，目前美國(guó)航母的維修近 70%以上是由民企完成的（此前國(guó)防部制定的比例為 50︰50）[8]。二是通過滿足使役性能前提下的“省時(shí)、省力、省錢” 技術(shù)創(chuàng)新。

4 腐蝕控制技術(shù)體系科研體制創(chuàng)新

滿足使役性能前提下的“省時(shí)、省力、省錢”新材料及新技術(shù)的研發(fā)、考核以及應(yīng)用，替代當(dāng)前低水平、低效能的艦船材料及腐蝕防護(hù)技術(shù)，是美國(guó)海軍為實(shí)施“腐蝕預(yù)防與減緩”戰(zhàn)略的基本工作。

美國(guó)海軍研究局（ONR）作為美國(guó)海軍科研的核心力量和指揮中樞，負(fù)責(zé)制定各項(xiàng)腐蝕戰(zhàn)略相關(guān)科研規(guī)劃的頂層設(shè)計(jì)，并發(fā)布相關(guān)研發(fā)指南、技術(shù)需求考核標(biāo)準(zhǔn)等綱領(lǐng)文件。其下屬的海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL） 負(fù)責(zé)核心技術(shù)研發(fā)，組織海軍艦船材料與防腐技術(shù)的考核評(píng)定，并協(xié)同海軍各部門及國(guó)家表面處理中心（NSC）發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中，在艦船材料新技術(shù)應(yīng)用考核方面，以美國(guó)海軍金屬加工中心（NMC） 為主。

海軍研究局通過需求牽引和技術(shù)推動(dòng)類項(xiàng)目規(guī)劃，推動(dòng)美國(guó)各民企、高校及科研院所廣泛參與， 協(xié)同NRL這類軍方研究部門和國(guó)有修造船廠進(jìn)行新材料與腐蝕控制技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用（如圖 3 所示）。同時(shí)，美國(guó)政府各部門也通過大量低準(zhǔn)入、嚴(yán)考核的各類基金鼓勵(lì)艦船材料及腐蝕控制技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，尤其是前沿戰(zhàn)略領(lǐng)域，以保持美國(guó)在該領(lǐng)域的世界領(lǐng)先水平[9]。

圖3     美國(guó)海軍研究局艦船材料與腐蝕控制規(guī)劃

Fig.3     MaterialandcorrosioncontrolplanofONRships

在具體單項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域，如本項(xiàng)目研究所述，美國(guó)海軍一方面推動(dòng)原供應(yīng)商（如 PPG、IP 等涂料供應(yīng)商，米塔爾等艦船材料供應(yīng)商）進(jìn)行技術(shù)革新，另一方面推動(dòng)軍地科研院所、企業(yè)的新技術(shù)成果通過實(shí)驗(yàn)室和實(shí)船考核，盡快出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以推進(jìn)低成本高性能材料及腐蝕控制技術(shù)成果的上艦應(yīng)用[10]。

5 結(jié)語

綜上所述，美國(guó)海軍通過一系列新技術(shù)體系、新發(fā)展理念及科研創(chuàng)新的成功運(yùn)用，正在逐步解決腐蝕引起的艦船裝備維護(hù)成本增加而引發(fā)軍費(fèi)激增的問題，對(duì)提升航母戰(zhàn)斗群的綜合戰(zhàn)力起到了極大的促進(jìn)作用。

 

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