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潜艇耐压壳用巨大的深度海水压力锻造怎么样?

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gwp! 发表于 2019-2-2 17:14:07 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自- 中国江苏南通
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潜艇耐压壳用巨大的深度海水压力锻造怎么样?把它太平洋海沟里锻造几天再拉上来。
卫青点兵  中国兵器集团洛阳北方企业工程师 优质军事领域创作者01-11 21:21

且不说利用海水能不能锻造,潜艇耐压壳体主要是一种轧制、卷圆、焊接而成的焊接件,跟锻造有什么关系?所以说即使能够利用海水锻造,费时费力去利用这样一种制造工艺去造耐压壳,付出的成本与得到的性能提升完全不合乎逻辑。潜艇上肯定有锻件也有铸件,但是与耐压壳的筒体无关,顶多也就是加强筋、法兰、结合构件一类的需要锻造。耐压壳制造没见过,压力容器制造总见过吧,大方面的制造流程都是一样的,无非是潜艇耐压壳的材料强度更高、板材更厚、卷制精度要求更严、焊接难度更大而已。

上图就是俄罗斯“北风之神”级核潜艇耐压壳的一段,话说现在潜艇制造基本上都是模块化总段技术。总得来说,潜艇耐压壳制造难,难在工艺、精度和制造设备上,比如说耐压壳板材的校平、壳体板的卷制和校正、肋骨的弯制和热处理、耐压壳圈和肋骨的焊接坡口仿形加工、曲面开孔、上千吨大型立体分段高精度无余量合拢、高屈强比特殊钢材的焊接及热处理等。这些东西吧,在民用压力容器制造行业可以说都见的多、做的多,听起来也没什么了不起。但是由于钢材强度的大幅提高、精度要求的提高,这些事做起来的难度就呈几何级数的增加。

上图美国“弗吉尼亚”级核潜艇的耐压壳的一段。对于这个题目的很多答案,在那疯狂分析什么还水锻造的可能性,可能就是完全不懂工业制造,这东西根本就不需要锻造,通俗点说就是把材料特性合适的厚钢板轧制出来、运到生产的地方进行校平、用合适的卷板机卷制、拼焊成一个圆筒、制作肋骨、焊制壳体和肋骨、耐压壳里分层建造、舾装各类设备、分段合拢,基本就完事了(当然具体细节就不能说了),跟锻造有个什么关系,个别零部件(锻件)怎么着都能做出来,用得着海水去锻么?

上图英国“机敏”级核潜艇耐压壳的一段,看得出来该开的孔开了,焊接坡口也打了,只不过还没焊环缝和纵缝而已(不要问我为啥不用国内的图,这个机敏级核潜艇耐压壳的图是英国BAE官网提供的),相信你很容易就能看出这东西就是“卷板机卷制、然后再去拼焊”。所以说,东西讲出来都很简单,做起来就是千难万难,比方说你们整天关心得核潜艇“龟背”问题,这与以前我们做不出大直径耐压壳有关,别人家的战略核潜艇耐压壳直径都在10米以上的时候,我们还只能做9米以下的,当然放不下弹道导弹,要搞凸出来一块(放导弹),当然世界上绝大部分战略核潜艇都龟背,只不过人家耐压壳直径大,凸出来的部分很小(通过造型把龟背修饰的不明显而已)。

美国核潜艇耐压壳的一段在加工,如果不说这是核潜艇的耐压壳,你就这么看与普通压力容器筒体的制作有什么区别?所以不用去想那些不切实际的技术,这东西本来就没什么神秘的。原来做不好是材料学、冶金工业、机床设备等各个环节不过关造成,现在能够造,还能造的又好又大那是因为我们技术进步了呗。例如,过去潜艇总是整双壳体,一方面是因为承袭苏联技术的原因,另一方面则主要是因为高强度潜艇用钢造不出来,现在潜艇用高强度钢整出来了,不就开始做单壳体潜艇了嘛,俄罗斯不也改行开始做单壳体了。但是钢材强度的提高,又给焊接工艺带来极大的挑战,美国弗吉尼亚级就是为了减重,用来屈服强度更高的钢材,结果焊接工艺没跟上,造成初期建造进度很慢。再说说耐压壳里那一圈一圈的肋骨,这个东西也很关键,圆度不够将影响整个潜艇结构的性能,而且肋骨间距太小就会因增加肋骨的数量而增重,这与通过是使用高强度钢减薄钢板厚度来减重相冲突;肋骨间距过大,又会引起耐压壳结构的不稳定性;所以说,潜艇的制造技术,说起来容易,做起来那是一步一个脚印,慢慢攀岩,而且每个问题与其他问题都是环环相扣的。

另外,以前做不了大直径潜艇耐压壳还与缺乏相关卷板机有关,是不是很不可思议,其实这种卷板机可不是一般民用的那种,其卷制规格、可卷制材料厚度与强度、以及最后的卷圆精度要求是相当高的。以前只有瑞典能制造这种卷板机,美国以前的核潜艇耐压壳也是租用瑞典设备卷制,而且这种设备还对咱们禁止出口。好消息是,这种设备的技术咱们已经攻克了,以后战略核潜艇也能做12米以上直径的,那样核潜艇的龟背就会越来越小(反正消除龟背就那么两条路,要么做更大直径的耐压壳,要么在保证射程的基础上尽可能的小型化弹道导弹)。


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老兵带我学军武 沙洋县沈集供电所电工 军事领域创作者01-12 22:56
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说到锻压技术,我不得不跟大家聊一聊我国的锻压机啦。目前我国最新研制出来的最高级别锻压机大约有13层楼高,地上有27米,地下有15米,自身重量高达2万吨。

这款锻压机能给被锻压的钢材施加8万吨的压力,通过如此巨大的压力来改变钢材的物理特性,为我国生产出了让全世界都难以锻造出来的高质量钢材,也为制造性能更加优异的武器提供了可能。妥妥的又一项世界第一,让国人甚感欣慰!
我们有了世界上最能抗压的钢材,再将这种钢材通过锻压机卷曲成圆桶状,然后焊接封口就形成了潜艇的前期雏形,具体制造潜艇工艺本人尚在研究之中。
题主所提到的靠海水压力来锻压潜艇材料,我觉得是太高估了海水的压力了,
我们就拿一平方米的面积计算,海水每增加一米深度差不多增加一吨的压力,就算到达6000米深度也才只有6000吨压力,和我们的8万吨的锻压机压力,根本就没有相提并论的可能。
如果靠这个压力锻造出来的钢材,肯定也是废材一块,造出来的潜艇估计还没开始下潜,就会被海水给压扁了。


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李晓伟 军事领域创作者01-13 20:58
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那是不可行的,巨大的压力是源于压力差。

潜艇的耐压壳是轧制的,然后经过卷圆焊接处理的,晓伟在这里想说,一块实心的钢板,在深海里面是没有压力差的,你把它放进去无论是正面还是反面,压力值是一样的,你如何卷圆处理?

潜艇之所以要有耐压壳,主要是潜艇内部有空间,如果内部实心化,耐压壳几乎不受深海压力差。因为人生活在一个大气压,所以潜艇内部空间需要保证一个大气压,所以内外的压差才能把潜艇压碎。

想用深海压力制造耐压壳,你就得制造出压力差,目前的技术来说就算能制造压差,也无法把耐压壳做成圆的,所以你说的完全没有可行性。

更别说还有经济因素,你知道深海捞上来一个东西多少钱吗?俄罗斯的核潜艇至今都还在数千米深的海底,用深海压力制造耐压壳经济性也不行,所以洗洗睡吧。


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M座流星雨 前制衣公司职工 生活领域创作者01-11 12:01
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潜艇耐压壳锻造,在深水里进行,满足深水航行需要。似乎有些不可思议,耐压壳在大压强下,属冷作情况,必然变形,结构断裂,疲劳损伤,不太可能达到目的。满足深水抗压强度的材料,我国蛟龙号深水探测就能说明问题,它在太平洋马里亚纳海沟就有不俗的表现,被称作万米级深潜器,目前只有极少数国家能做到。外行外说,蛟龙号的制作材料运用到作战潜艇上,是可行的,但是一个复杂过程。它实际只基本解决了静态耐压问题,大动作状态,脱离母船行动,又是一个全新课题。用于作战的潜艇有没有必要潜入几千至万米深度,最佳深度是多少,军工业界定有标准。作为外行,知不知道,无关紧要。我国科学界对于所谓耐压壳进入深海,在巨大的海水压力下冷锻造几天,然后进行材质分析,找出适应深海压强下完全不变形的材料,应用到航海领域,还不知道他们在意不?我们对话题的讨论,只作聊天说事。我也提出一个问题,据蛟龙号海底探测的情况看,万米深海域还有生物活动,还是软体生物,竟然能承受巨大的海水压强,它们决不会比钢铁坚硬。那么,钢铁石块在深海里,它们密度会不会变得很大?或变成碎沫,我知道,但不知其所以然,内行们,请赐教!


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淡然小司  青云计划获奖者 优质军事领域创作者01-11 15:24
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静静的读你 发表于 2020-9-1 14:07:43 | 显示全部楼层 来自- 美国
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虽然有些地方不尽合理,但是整体还是相当有水准。继续努力。
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沙发 2020-9-1 14:07:43 回复 收起回复
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華大夫 发表于 2021-10-21 04:52:23 | 显示全部楼层 来自- 中国河北张家口
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好贴,学习了
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板凳 2021-10-21 04:52:23 回复 收起回复
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