จากเหล็กถึงไทเทเนียม: นวัตกรรมด้านวัสดุอัพเกรดเรือบรรทุกเครื่องบินขนาดยักษ์ได้อย่างไร

เรือบรรทุกเครื่องบินถือเป็นหัวใจสำคัญของกองทัพเรือสมัยใหม่และเป็นสัญลักษณ์ของความเข้มแข็งของชาติ แม้ว่านวัตกรรมของวัสดุสำหรับโครงสร้างส่วนบนจะไม่เป็นที่ประจักษ์ชัด แต่ก็กำหนดประสิทธิภาพการรบ ความอยู่รอด และศักยภาพในการพัฒนาได้โดยตรง วิวัฒนาการของวัสดุโครงสร้างส่วนบนของตัวพา ตั้งแต่เหล็กกล้าคาร์บอนในสงครามโลกครั้งที่สอง และเหล็กกล้าพิเศษของ HY ในสงครามเย็น ไปจนถึงการใช้งาน-ในวงกว้างโลหะผสมไทเทเนียม ปัจจุบันเป็นประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติที่ท้าทายขีดจำกัดทางวัตถุและแข่งขันกันเพื่อชิงอำนาจทางทะเล

 

 

1. เหล็กดาดฟ้าพิเศษ: "แกนหลักเหล็ก" ของเรือบรรทุกเครื่องบิน

ดาดฟ้าบินของเรือบรรทุกเครื่องบินจะต้องทนต่อแรงกระแทกของการลงจอดของเครื่องบิน-บนเรือบรรทุกเครื่องบิน การไหม้เกรียมของเปลวไฟไอเสียเครื่องยนต์ 1,500 องศา การกัดกร่อนของสเปรย์เกลือน้ำทะเล และการโจมตีในช่วงสงครามไปพร้อมๆ กัน คลาส Nimitz-ของสหรัฐอเมริกาใช้เหล็ก HSLA-100 ที่มีความแข็งแรงคราก 690 MPa และคลาส Ford ได้รับการอัปเกรดเป็นเหล็กกล้า HSLA-115 ซึ่งเบากว่า 10% เหล็กดาดฟ้าเทียบเท่าที่พัฒนาขึ้นโดยอิสระของจีนได้ถูกนำไปใช้กับเรือบรรทุกเครื่องบินเหลียวหนิง ซานตง และฝูเจี้ยนได้สำเร็จ

 

2. ข้อจำกัดของเหล็กแบบดั้งเดิมทำให้ "วิกฤตน้ำหนัก" กลายเป็นคอขวดหลักของการพัฒนาตัวขนส่ง

เหล็กดาดฟ้าบินของเรือบรรทุกชั้น Ford{0}} ของสหรัฐฯ เพียงอย่างเดียวมีน้ำหนัก 7,500 ตัน เทียบเท่ากับเรือพิฆาต Type 052D และน้ำหนักรวมเมื่อบรรทุกบนดาดฟ้าก็เกือบ 10,000 ตัน น้ำหนักนี้กระจุกตัวอยู่ที่จุดสูงสุดของตัวเรือ ซึ่งส่งผลให้จุดศูนย์ถ่วงเพิ่มขึ้นอย่างมาก และส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของเรือและความปลอดภัยของ-เครื่องบินที่ใช้เรือบรรทุกเครื่องบิน-ขึ้นและลงจอด หากเรือบรรทุกเครื่องบินในอนาคตพัฒนาเป็น 150,000–180,000 ตัน น้ำหนักตายของดาดฟ้าบินจะเกิน 15,000 ตัน ซึ่งอาจเกินขีดจำกัดความเสถียร นอกจากนี้ยังจะเพิ่มภาระให้กับระบบไฟฟ้าและลดความเร็วและความคล่องแคล่ว

 

 

1. รู้จักกันในชื่อ "Space Metal" และ "Marine Metal"

โลหะผสมไทเทเนียมเป็นวัสดุในอุดมคติในการแก้ปัญหา "วิกฤตน้ำหนัก" ของโครงสร้างส่วนบนของเรือบรรทุกเครื่องบิน โดยมีข้อดีหลัก 4 ประการ:

• น้ำหนักเบามาก: ความหนาแน่นเพียง 60% ของเหล็ก โดยมีความแข็งแรงจำเพาะสูงกว่าเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง-มาก ทำให้สามารถลดน้ำหนักได้มากกว่า 40%
• ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม: ทำหน้าที่โดดเด่นในน้ำทะเล อายุการใช้งานของระบบท่อไทเทเนียมมีอายุการใช้งานถึง 40 ปี ซึ่งเกินกว่า 6-8 ปีของโลหะผสมทองแดง-อย่างมาก
• ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงที่เหนือกว่า-: สามารถทำงานได้ในระยะยาว-เหนือ 500 องศา ต้านทานการไหม้ของไอเสียจากเครื่องบินพาหะได้ดีกว่า-
• ไม่ใช่-แม่เหล็ก: ลดลายเซ็นแม่เหล็กของเรือบรรทุกเครื่องบิน เพิ่มมาตรการตอบโต้ทุ่นระเบิดและความสามารถในการต่อต้าน-เรือดำน้ำ

 

2. การรับสมัครทางเรือ

โลหะผสมไทเทเนียมมีประวัติอันยาวนานในการใช้งานทางเรือ โดยเริ่มแรกใช้สำหรับส่วนประกอบที่ไม่มีแบริ่ง-รับน้ำหนัก-ของเรือเท่านั้น

หลังจากนำโลหะผสมไทเทเนียมมาใช้เป็นโครงสร้างส่วนบนของเรือสะเทินน้ำสะเทินบกของสหรัฐฯ น้ำหนักก็ลดลงครึ่งหนึ่ง ซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพของเรือได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม การใช้โลหะผสมไทเทเนียมขนาดใหญ่-กับส่วนรองรับและโครงสร้างหลักนั้นทำได้ยากด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก ต้นทุนจะสูงกว่าเหล็กกล้าชนิดพิเศษมาก ประการที่สอง กระบวนการรีดและการเชื่อมของแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมขนาดใหญ่-นั้นมีความท้าทายและมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องจากการแตกร้าว

 

 

1.หลังจากการวิจัยและพัฒนามากว่า 20 ปี จีนได้เอาชนะความยากลำบากของการใช้โลหะผสมไทเทเนียมขนาดใหญ่- ซึ่งสามารถผลิตแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมที่มีคุณสมบัติพิเศษขนาดใหญ่พิเศษ- และแก้ไขข้อบกพร่องในการเชื่อมได้สำเร็จ ด้วยการขยายกำลังการผลิตของอุตสาหกรรมไทเทเนียมในประเทศ ต้นทุนของวัสดุไทเทเนียมจึงลดลงอย่างมาก โดยราคาใกล้เคียงกับเหล็กชนิดพิเศษ ทำให้สามารถนำไปใช้งานในเรือบรรทุกเครื่องบินขนาดใหญ่-ได้

 

2. Fujian Carrier เป็นผู้นำในการทดลองใช้โลหะผสมไทเทเนียม โดยสามารถลดน้ำหนักได้อย่างน่าทึ่ง และมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเหล็กดาดฟ้าแบบเดิมในทุกตัวชี้วัดประสิทธิภาพ ในอนาคต เรือบรรทุกเครื่องบินรุ่นใหม่-ของจีนจะนำโลหะผสมไทเทเนียมมาใช้อย่างเต็มที่สำหรับโครงสร้างส่วนบนและลานบิน โดยตระหนักถึงนวัตกรรมที่สำคัญในเทคโนโลยีการสร้างเรือบรรทุกเครื่องบิน

 

 

1. การใช้โลหะผสมไทเทเนียมอย่างเต็มรูปแบบสามารถอัพเกรดขีดความสามารถของเรือบรรทุกเครื่องบินได้อย่างครอบคลุม การลดน้ำหนักลงอย่างมากทำให้ตัวถังมีความเสถียร และปรับปรุงความปลอดภัยของการปฏิบัติการบนเครื่องบิน- ด้วยพลังเท่าเดิม ความเร็วจะเพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มความได้เปรียบในการต่อสู้ ความสามารถในการบรรทุกที่บันทึกไว้สามารถขยายอุปกรณ์ตาม-ของผู้ให้บริการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการต่อสู้ และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมช่วยยืดอายุการใช้งานโดยลดต้นทุนการทำงานและบำรุงรักษาในระยะยาว-

 

2. ความก้าวหน้าทางวัสดุนี้ทะลุขีดจำกัดน้ำหนักของเหล็ก ซึ่งสนับสนุนการพัฒนาเรือบรรทุกเครื่องบินขนาดใหญ่ 180,000 ตัน เทคโนโลยีโลหะผสมไทเทเนียมชั้นนำของจีนจะคว้าความได้เปรียบเชิงกลยุทธ์ในการแข่งขันเพื่อพัฒนาเรือบรรทุกเครื่องบินหนัก

 

 

Ruihang ในฐานะผู้ผลิตมืออาชีพมีความเชี่ยวชาญใน R&D การผลิตและจำหน่ายผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม,รวมทั้งtไทเทเนียม &tไทเทเนียมaลอยแผ่น/แผ่น, บาร์, ท่อ, แหวน, การตีสต็อกและมาตรา. คุณภาพเป็นไปตามมาตรฐาน AMS, ASTM, MIL, ISO, GB, GJB หากคุณต้องการไทเทเนียมเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราทางอีเมล:Sam.Rui@bjrh-titanium.com

 

เครดิตภาพ: กองทัพเรือกองทัพปลดปล่อยประชาชน / สำนักข่าวซินหัว