航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

航母的螺旋桨一般采用的是特制合成铜材质。

航母的螺旋桨可是有相当的讲究,不说别的,一艘航母建造成功,一定要进行海试。

很多人不知道航母海试会试什么?其中最为主要的一条就是针对航母螺旋桨的试验。

比如航母在不同载重的情况下,不同螺旋桨转数下的航速,螺旋桨的推力等等。

甚至有必要,还会对航行中,螺旋桨的损伤也有试验。

当然这么说比较空,下边说一件事,就知道螺旋桨并不是,随随便便一个大型船舶上的螺旋桨就可以取代的东西。

一件事。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

戴高乐航母,很多人都知道。这是一艘法国军舰,一造出来,就一度被寄予厚望。毕竟这是欧洲第一艘,也是唯一一艘的核动力航母。

这份荣耀带来的骄傲是必然的。

但这艘航母自从1994年下水以来,毛病多得让人难以置信。

比如最不起,但有意思的一个毛病。

设计师在设计航母的时候,为了方便航母上的工作人员洗衣服方便,设计了洗衣房,在这间房子里摆放了很多的洗衣机。

摆放洗衣机这其实没有什么,最奇葩的一个设计就是,所有的洗衣机都被连成了一体。

好吧,这些洗衣机如果来个机体脱水工作的话,场面哪绝对壮观。

轰隆隆的声音,据说和地震没多少区别。

估计设计师在设计的时候没有想到什么叫共振吧!

当然这是一个小毛病,后来就改了。

之所以说这件事,就是说戴高乐航母很多地方有太多的毛病,包括他的螺旋桨。

比如在2000年十一月九号的时候,戴高乐号航母就进行了第一次远航训练,去北大西洋地区,顺道去美国来个访问。

那么在这一次远航中,戴高乐航母就来了一个最高航速行驶。本来这也没什么,毕竟航母作战的时候,就要以最高航速航行,这样才能保证舰载机从航母短跑道上起飞。

结果就这么一个高速航行,戴高乐航母的两个推进器中的一个罢工了。

要知道在当时航行的时候,海面可没有什么恶劣天气,风平浪静的。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

那么在这种情况下,想要以一个推进器完成这次任务,并顺利回去,这显然是不可能了。

所以舰长就取消了这次任务,开始返航。这一路上也不能高速行驶,只能低速,就是害怕另一个推进器也来个罢工,这就麻烦大了。

最终这返航的过程中,还是平稳的,没有出什么大乱子。

到了土伦港,接到消息的工程师早就待命了,立马给戴高乐航母来了一个检查,这一检查不要紧,检查出一身冷汗了。

怎么了?有一个螺旋桨从航母上掉了,掉到了大西洋的海底了。

这事情出来之后,法国的国防部也是挺震惊的,螺旋桨这东西居然掉了,这要来一个全面调查。

首先是工程师们给出了一个螺旋桨掉了的答案,完全是因为螺旋桨本身存在着严重的质量缺陷。

而这种质量的螺旋桨原本是不应该装到戴高乐航母上的。

最后顺着这条线往下一查,就查到了造船厂这里,结果螺旋桨存在问题,在造船厂这里根本就不是秘密。

因为这些螺旋桨被装上去的时候,经过X光检查,就发现了内部有很多孔洞。

之所以会出现这样的问题,原因是在浇筑螺旋桨的时候,内部存在气泡。

再往螺旋桨制造厂商哪里查的时候,螺旋桨制造厂商的办公楼失火了,有关这部分螺旋桨的资料就没了。

至于以后又发生了什么事,就不知道了。

那么戴高乐航母的螺旋桨丢了,不可能让戴高乐号一直在港口里待着,于是在随后的四个月里,戴高乐号航母就换上了被封存的克莱蒙梭号航母的备用螺旋桨。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

按理说,都是航母吗?螺旋桨互换一下应该没有多大问题的,毕竟戴高乐航母就是取代克莱蒙梭号航母的,代差也不大。

结果呢?这些备用螺旋桨装上去之后,噪音大得吓人,后来又经过了一系列的改装,这才让噪音控制在了可以接受的范围内。

而安装了备用螺旋桨之后,戴高乐号被法国海军要求最大航速要达到二十五点二节,而被取代的克莱蒙梭号航母的航速是三十二节。

这也就算了,根据试航出来的结果,在戴高乐号航母航速在十节到十八节的时候,噪音还是巨大达到了一百分贝,而可以接受的噪音是六十五分贝。

那么从这件事上,就不难看出航母的螺旋桨是一种要求很高的东西,如果弄不好,掉海里都有可能,就算是换上了其他大型船舶的螺旋桨使用,也不能符合要求的。

接下来就说说航母螺旋桨的材质问题。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

想要了解航母的螺旋桨材质,首先得了解一下,航母的螺旋桨为什么需要这些材质。

话说螺旋桨这个工具,出现的时间并不算早,距今也就两百年的历史,和美国的建国史也不相上下。

而螺旋桨这个器具,它工作的环境比较特殊,一直就浸泡在海水中。

至于海水,我们都知道这要换成化学上的理解,这就是一团团的强电解质,具有很强的化学腐蚀性。

怎么理解呢?我们都知道金属其实就是一个个的原子构成,原子的外围包裹着一层层的电子。

那么金属遇到强电解质的时候,这些电子就会离开金属,进入到海水中,从而金属的原子就会形成一个个微型的原电池,这叫电化学腐蚀。

所以螺旋桨很容易造成腐蚀。这种腐蚀在表面上看是作用在螺旋桨上的,其实它影响的范围很大,比如会引起船体的震动,会让噪音慢慢地变大,甚至是降低螺旋桨的推进效率和航速。

这其实只是一个小麻烦,要知道在海水中还生活着很多海洋生物,这些海洋生物有看得见的,也有看不见的。

它们分泌出来的各种东西,对螺旋桨不仅会造成污染,还会照成损伤。

比如船体最容易被寄生一些藤壶,苔藓虫等生物。这些东西会吸附在船体底部。

处于船体尾部的螺旋桨,虽然因为不断的运动不会被这些生物所吸附,但各种其他的污染物会经过螺旋桨的。

(注:有一部分特别的生物会吸附上去,所以这些生物的分泌物也会腐蚀螺旋桨的)

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

而螺旋桨在转动的过程中,因为内外侧的水流速度是不同的,外侧水流高于内侧水流,这就会造成螺旋桨内外侧的污损程度不同。

时间一长就会造成螺旋桨和水流的摩擦阻力增大,降低螺旋桨的推进速度,而且船体越大的船舶受到的阻力就越大。

这就是生物污损给螺旋桨带来的麻烦。

除此之外,还有一种来自于螺旋桨本身对螺旋桨的危害。

我们都知道螺旋桨在海水里,会高速地运转,那么在这种运转的过程中,就会产生大量的气泡。

而且在这种高速的运转中,还会让围绕在螺旋桨周围的水体不同的地方,产生不同的压力,照成压力上的不均衡。

那么气泡进入到这种变化的压力水体中,气泡就会破裂,而且这种气泡的产生和破裂是连续不断的,只要螺旋桨在转到,这种现象就会持续不断的发生。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

在我们一般人看来,这种产生气泡,气泡又破裂的现象不打紧,它还能把螺旋桨给炸了?

还真就能炸了,别看这些气泡破裂产生的能量并不大,但胜在持续不断。

老话讲得好:水滴还能穿石头呢?

所以时间一久,就会造成一种叫做空泡腐蚀的现象。

这种空泡腐蚀,会将螺旋桨金属表面的膜击穿,最终让海水继续侵蚀,这种侵蚀过后,金属表面再次形成膜,然后再次被击穿,反反复复一直持续下去。

最终在螺旋桨本该平滑的表面,形成一个个的密集细小的坑洞。

一开始也没有什么好的办法,尽量选用好的材料来抵抗。

螺旋桨的材料

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

以上说了这么多,我们就清楚地知道了,螺旋桨的材质第一关就是选用具有防腐性能的金属才行,接着才是强度(别断了)。

那么什么样的金属具备即具有高超的防腐性能,还具备高超的强度呢?

答案是铜。而且我们都知道铜这种金属,具有很好的延展性,导热性,导电性,防腐性能还特别的突出。

如今不仅螺旋桨里有,制造武器也被大量的应用。

但是铜具有一个缺点,这种金属不耐磨。那么让铜具备耐磨的属性,只能通过铜合金来实现了。

于是在历史上,看到了第一种应用到船舶螺旋桨的合金铜——黄铜。

那么找到黄铜这种材料之后,在1876年的时候,又研究出了一种叫做锰黄铜的材料。

在这种材料中不仅加入了锰,还有一些其他的元素,最终达到非常理想的抗腐蚀性。

锰黄铜比之前的黄铜耐磨多了,在如今的很多船舶的螺旋桨这种材质依然是首选材料(便宜)。

不过黄铜作为螺旋桨使用,在二战中证明它还不是最为优秀的。

为什么呢?

我们知道,在第二次世界大战中,最初的海战,应该是大西洋上的运输线。

当时英国被德国围困,英国只能从海外运输各种物资回本土。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

所以当时德国制造了很多潜艇,去围攻运输线上的运输船,甚至还会堵在港口和近海附近。

那么为了解决德国潜艇对运输线的困扰,英国人就开始制造各种小个头的鱼雷艇,携带上鱼雷去攻击港口和近海的德国潜艇。

当时鱼雷艇想要发挥出它的优势,最好的办法就是提高它的速度,用灵活性来对抗潜艇。

所以当时英国就开始给鱼雷艇加装大功率的飞机发动机,飞机发动机转起来超级快。

那么在这种转动中,势必会搅动起更多的气泡,这就会出现更加严重的空泡腐蚀现象。

而黄铜材质的螺旋桨根本就扛不住这种严重的空泡腐蚀,以至于行动一百海里,螺旋桨就会因为空泡腐蚀会断裂掉大海里去了。

其实在后续的研究中发现,猛黄铜材质在更加高速的选择中,不仅遇到的空泡腐蚀现象严重,还会因为摩擦增大,导致脱锌的现象。

黄铜是什么?黄铜就是铜加入一部分金属锌造出来的东西,没有了金属锌这种成分,也就不叫黄铜了。

于是英国人开始研究,螺旋桨的材质,以期摆脱螺旋桨在高速旋转中,出现的问题。

这就是铝青铜,其实根据这个名字就知道是在铜里边加入了铝。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

铝的加入很好的解决了鱼雷快艇螺旋桨的材质问题,大大提高了螺旋桨的使用寿命。

怎么说呢?鱼雷艇这还是小的船舶,使用高功率发动机就出现了这么样的麻烦。

那么航母这种庞然大物,在二战中也得到了比较大的发展,也开始追求速度上的提高。

当时采用铝青铜来铸造螺旋桨,很快就发现,用铝青铜铸造小的螺旋桨是没有问题的,但在铸造大型螺旋桨的时候,会因为冷却的原因,导致内部的一些变化,出现材料脆化的现象。

所以后来英国人又继续研究,又在铝青铜中加入了镍和其他的一些元素,这就出现了镍铝青铜。

这种材质不仅提高了抗压性能,还加强了腐蚀性能,同时还得到了一个意想不到的结果,就是降低了噪音。

那么现在的大型船舶和航母基本上都是采用铝镍青铜,作为螺旋桨的材料来使用的。

在上个世纪四五十年代的时候,英国海军就已经将镍铝青铜作为标准牌号开始大量的生产。

航母的螺旋桨是什么材质(主要用什么材质做成)

到了1953年的时候,美国就已经可以用镍铝青铜制造超过六米的螺旋桨。(这种螺旋桨的重量都在三十吨左右)

在以后的七八年里,美军的船舶有20%使用镍铝青铜螺旋桨。

直到六十年代,法国,意大利,还有苏联这才相继开始研发镍铝青铜,开始生产大型的螺旋桨。

而我们是在七十年代开始的这个工作,在八十年代才实现了工业化。

相对来我们的起步比较晚。

不过这无所谓,毕竟我们弯道超车的事情做了不少,任何东西只要会了,那么成为第一梯队的一员,也是早晚的问题。

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