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之前网上流传“航母上的一个铆钉可以换一辆奥迪车”,这言论一出便引起了网友的激烈讨论,航母造价确实极其昂贵,但小小的航母铆钉真的那么值钱吗?



众所周知,建造航母是一项非常耗费资金的工程,例如美国斯坦尼斯号航母总造价达到330亿美元,其中用来拦截舰载机的拦阻索一根造价都超过150万,可见航母上的零部件没有便宜的。(拦阻索只有中美两国能造出来)



据2014年新华社对航母铆钉造价的报道,一颗小小的铆钉就要一万块,甚至超过了白金的价格。



铆钉是一端带帽的钉型零件,在铆接中,利用自身形变或过盈连接被铆接的零件,主要用于物与物之间的铆合。



现在大型船舶、军舰都是钢铁架构,相应平面、分段、模块间主要以焊接工艺连接。铆钉不是主流,它主要用在内装这块。航母上价格昂贵的铆钉,其实是飞行甲板上用的“王牌钉”。(飞行甲板是用来起降舰载机的平台)


▲航母舰载机降落


航母日常任务之一是要满足舰载机的起降要求。舰载机在起飞时,发动机的温度会迅速上升,而作为战斗机起降的甲板需要经过特殊设计加工,这就要求航母甲板必须具有耐高温以及抗冲击力的功能。


▲航母舰载机降落


美国航母甲板是一块块焊接而成,然后在表面涂上防滑涂层,该涂层耐盐、耐高温高湿。而俄罗斯明斯克号航母由于要起降雅克-38垂直/短距起降战斗机,雅克-38的高温尾流会让航母甲板的焊接口受热断裂。当时明斯克号航母的起降甲板是用铆钉固定交错咬合的钢板建造的。


▲舰载机垂直降落在航母甲板上


这种垂直升降舰载机的发动机喷口向下喷气,甲板要承受发动机近千度的高温尾流。为了保护舰面场不受高温破坏,需要在飞行甲板表面安装一层耐高温的贴面板。而贴面板材质特殊,是现有技术无法焊接的,最后只能选择铆钉铆接固定。


▲舰载机垂降时喷射高温气焰


这些铆钉要固定展开的钢板也不是一件容易的事情,每个区域的压强、承重、咬合度都会因为起降作业而慢慢变化,要想制造出强度和韧性都满足要求的铆钉也需要很高的技术水平。



甲板上的铆钉必须能耐高温,否则会直接影响到航母甲板的整体性,从而引发战机事故。而铆钉除了要耐高温外,还要耐腐蚀,要具备足够的强度,这才能保证航母甲板的正常使用。要达到这些苛刻的要求,除了铆钉自身材料稀有特殊之外,对其加工工艺以及合格标准方面的要求也极为严格。


▲航母甲板上的铆钉


能承受高温的铆钉制造材料比较特殊,全是用钛合金打造,钛合金以其独特的高强度、耐高温、耐腐蚀、重量轻等性能,成为不二之选。这些航母甲板铆钉因采用特殊材料、特殊工艺,并且小批量制造,因此价格自然很贵。


▲钛合金金属棒


冷战时期美国花费巨资使用钛合金制造战斗机的机身,以减轻空重、提高强度。不仅如此,它还是生产航空航天发动机和导弹的必要材料,如果一个国家无法掌握钛合金的生产和使用工艺,在航空领域发展会相对缓慢些。


▲航空发动机使用钛合金


近几年,金属钛在航空航天领域被广泛使用,其价格也是水涨船高,普通海绵钛价格在54-58元/克。钛合金这种矿产资源不仅存在分散,而且提取也很麻烦,它的制作工艺非常复杂,再制作成合金,工艺之繁琐,性能之优越,造价肯定是极其昂贵的。


▲钛合金金属棒


钛合金铆钉生产过程从熔炼开始,在熔炼过程中熔炉的温度控制,添加元素的先后顺序等等都需要精确控制;出料以后锻压,反复锻压捶打出生产产品的大致轮廓,转至机械加工车间加工至热处理前尺寸,然后送至热处理进行调质处理,消除应力,冷却以后放置时效(自然状态下放置以观察材料变化),转至机械加工车间半精加工至探伤尺寸,探伤处理(扫描材料内部是否有裂纹,气泡),探伤合格后加工至客户要求的尺寸,打包发货。



钛合金铆钉加工成本很高,钛合金材料是机械加工行业公认的最难加工材料之一。钛合金材料的“热传导系数低”,加工时热量会局部堆积,容易烧坏刀具,加工钛合金时刀具的切削速度非常慢,加工时间很长。一些大型工厂为了提高钛合金的加工效率会用液氮进行加工冷却。



很多朋友觉得航母铆钉的造价实在太高,简直是“移动的金库”。个人觉得,不管它的价格如何,只要能够保证航母的航行安全,保护国家人民的安全,无论付出什么样的代价都是值得的。



我们国家目前已经有了两艘航母,其中一艘已经形成了作战能力,一艘正在海上实验,这些都是中国强有力的守卫队,中国海军实力在日益强大也是我们有目共睹的。


来源:疯狂机械控

 

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原文始发于微信公众号(工程客)

分类: 工程客

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