制造航母所用的特种钢,全球仅三个国家能自行制造,中国在内?

徒途科技 2024-03-28 09:17:09

美国钢铁大王卡内基在他的自传中,曾经写下过这样一句影响深远的论断:“每一块钢铁里,都隐藏着一个国家兴衰的秘密。”

在2002年3月3日的这一天,中国人深刻地体会到了这句话的含义。

因为在这一天,我国从乌克兰购置的“瓦良格号”航母,历经千辛万苦,终于抵达了大连的港口。

可就当人们都欢欣于中国即将拥有自己的航母之时,一盆冷水却泼在了中国研究人员的头上。

原来,作为钢铁大国的中国,在当时竟然尚不具备制造航母特种钢的能力!

航母特种钢是什么?为何制作难度如此之高?中国如今掌握了制作特种钢的能力了吗?

航母特种钢

一直以来,许多人都存在一个认知误区,那便是觉得一个国家如果拥有规模庞大的钢铁冶炼和制造工业,那么其一定能依靠规模优势制造出任何一种特种钢材。

但这一认知显然是错误的,因为即便到了钢铁产量达到历史最高水平的今天,对于极少数专业领域使用的特种钢材,大部分钢铁大国都对其无能为力,相关技术都被几个传统强国所垄断。

适用于航母制造的特种钢便是其中之一。

相较于普通的钢材,航母上使用的特种钢由于其高强度、高烈度地军事使用场景,需要在各方面具备更高的规格标准。

例如,为了适应航母编队核心战力——舰载机的起降,航母的飞行甲板所使用的的特种钢必须拥有更高的强度,以低于数十吨的舰载机降落时带来的巨大冲击力;

为了适应舰载机起飞时,其尾翼喷出的数千度的高温尾焰的灼烧,航母飞行甲板使用的特种钢还需要具备更强的耐高温能力;

为了适应航母长期行驶于海洋环境的需求,航母舰体钢材是需要具备在高盐度海水和高湿度环境中的抗腐蚀性能力;

为了抵御愈发先进的军用磁性水雷的攻击,以及水下磁性探测器的追踪,航母上使用的特种钢还需严格控制碳含量,从而降低磁性反应提高战场隐匿能力。

为了适应如此多的严苛的使用环境,航母特种钢在各项指标上,都远甚于普通钢材,以钢材屈服强度为例:

一般的民用钢材所需要的屈服强度仅需250兆帕左右、普通军舰使用标准也不过300-430兆帕上下,但航母的要求则至少需要500兆帕,美国如今最为先进的福特级航母上,所使用的特种钢屈服强度达到了惊人790兆帕。

从数据不难看出,航母特种钢的性能强度远甚于一般的钢材,往往一项指标就能令大部分国家望洋兴叹,更别说如此繁多的指标项目。

因此,在2002年这个时间节点上,真正能完全独立制造各类型航母特种钢的国家唯有美国和俄罗斯这两个超级军事强国。

印度的前车之鉴

当“瓦良格号”航母归国之时,我国的科研人员才惊讶的发现,当时俄中国尚不具备航母特种钢的制作能力,甚至许多专业钢材的名字都未听说过,对其性能指标的了解更是一片空白。

在现实困难的打击下,有些人动了向外国求购相关技术产品的心思,但三点因素打消了这一想法:

其一,是航母作为大国重器,在现代军事体系中具有非凡的意义,因此各国对于相关技术的出口都十分谨慎,其他国家本就很难从少数垄断国家中获取相关产品和技术。

更何况,当时以美国为首的西方集团为了限制和打压中国军工技术的发展,早在上世纪就发起了对中国的技术禁运,想从欧美集团手中拿到航母特种钢技术建制天方夜谭;

而另一个对象俄罗斯,也十分的不靠谱。

早在叶利钦执政时期,当时已经怀揣航母梦的中国就已经尝试过,从俄罗斯处获取航母特种钢和拦阻索的相关技术,但都被俄罗斯以各种理由推诿搪塞,最终无疾而终。

其二,印度的前车之鉴,也让中国印象深刻。

1998年,印度开始与俄罗斯谈判购置二手航母“维克兰特号”,信心满满的印度在与俄罗斯谈判即将达成之时,便开始下一步的布局:找到欧美求购航母特种钢,以便进行二手航母的翻新与改建。

面对沉溺于即将拥有航母美梦中的印度,欧美列强给了印度当头一棒:他们向印度开出的每千吨特种钢7亿美元的高额报价。

要知道“维克兰特号”航母所需的特种钢高达2万亿吨,这意味着仅是特种钢一项的翻新费用就高达140亿美元,如此高昂的报价让印度极为震撼。

尽管印度后来通过各方努力,达成了以巨额专利费的方式搞定特种钢问题,但其前车之鉴也让中国深刻地认识到,被别人“卡脖子”所要付出的沉重代价。

其三,航母是关乎中国未来国运的国之重器,在关键技术上如不能实现完全国产化,那么必将面临被欧美“卡脖子”的窘境,这将严重威胁国家安全。

因此,航母建造项目的困难再大,也要咬牙坚持,攻克一切难关实现国产化,将命运掌握在中国人自己手里。

中国科研人的实力

2008年,在克服攻坚恐惧、决意依靠自己的力量建造航母的中国科研团队,很快开始了特种钢制造的尝试,而担任这一重任的便是中国钢铁巨头——鞍钢集团。

在承接项目后,摆在鞍钢科研团队面前的第一个难题,便是用于航母龙骨铺设的球扁钢,这是一种当时的鞍钢人从未见过的“头部为圆形,主体却是扁平状”的特种钢。

在研制之初,鞍钢科研人的效率十分低下,往往十几个小时的尝试,才能勉强制造出数个合格的样品,这样的效率显然不足以支撑中国航母事业的发展。

为了攻克难关,鞍钢相关项目负责人周丹,发扬“大庆精神”开始艰苦奋斗,带着团队成员住在实验室,夜以继日地反复试验,寻找生产过程中存在的问题。

最终在一年半的艰苦攻关战后,鞍钢科研人终于找到了最为成熟的生产工艺,一举攻克了球扁钢的制造难题。

2009年,鞍钢集团向“辽宁舰”交付了首批200吨的的特种钢,拉开了国产航母自主建造的进程。

在攻克球扁钢难题后,鞍钢人又开始将目光转移到难度更大、工程量更高的航母飞行甲板钢的制造上。

当时,为了保证航母甲板所用钢材的强度、以及耐高温等指标,需要使用大型轧机来制造、切割大块钢板,而当时国内尚未拥有如此能力的大型轧机。

为了解决这一问题,鞍钢与中国第一重型机械集团公司展开合作,研制出了世界领先的5500mm宽厚板轧机,这也是世界第一款10万吨级压力的特种轧机。

使用改款轧机,中国能轧制长40米、宽5.5米的航母飞行甲板使用的特种钢,彻底奠定了中国制造国产航母的实力。

从瓦良格号回国,到中国决心资助改建以及后续制造新的国产航母,中国的科研人员仅仅用了数年时间便打破了美俄数十年技术积累的垄断,中国科研人在其中付出的汗水不言而喻。

自中美贸易战以来,美国屡屡使出的技术制裁大棒,充分彰显了中国当初选择独立自主地攻坚克难,实现关键技术国产化的先见之明。

大国重器、核心技术,唯有掌握在中国人自己手中,我们的伟大的民族复兴事业才能稳步推行。

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