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在2005年,美国将其“美国号”小鹰级航母作为靶舰,开始了一系列严苛的实地打击实验,目的是测试航母结构在各种攻击下的承担接受的能力。这些试验的时间跨度从2005年4月19日到5月14日,历时整整25天。在这段时间内,“美国号”遭受了美国海军空中、海面、海底多方向的猛烈攻击。海军使用了导弹、炮弹、鱼雷、航弹等各种武器进行攻击,甚至还在航母内部安装了高爆炸药。然而,尽管经过了如此猛烈的攻击,这艘航母始终没有沉没。最终,海军不得不打开通海阀门,允许海水迅速灌入,才让“美国号”最终被彻底吞没。
首先,让我们从航母的高度结构来分析。航母的主船体高度,即从飞行甲板到龙骨的距离,通常在20到30米之间。比如,美国的“福特”级航母,从飞行甲板到龙骨的距离大约为25到30米;法国的“戴高乐”号航母的船体高度则大约在20到25米之间;而中国的辽宁号、山东号和福建号这三艘航母,也基本处于这一范围。假设采用五米厚的钢板来构建航母,那么仅仅甲板和船底的钢板厚度就达到了十米以上,这对于船体的高度来说,几乎不可能容纳如此多的内部设备。
航母不单单是战斗平台,它需要存储舰载机、弹药、食物、船员的生活空间以及核反应堆等动力系统。尤其是舰载机,它的尺寸不可以小看。例如,美国的F35C舰载战斗机,其机长达到15.67米,翼展为13.1米,即便使用折叠机翼,也需要巨大的空间来停放和维护舰载机。如果航母的内部空间只有10到20米,根本没办法满足这种需求。尤其是在航母上,通常要容纳数十架舰载机,想象一下,十米高的空间要如何容纳这么多大型的设备?
以英国的“伊丽莎白女王”级航母为例,这艘轻型航母的舰长约为280米,飞行甲板宽度为73米。若使用五米厚的钢板来打造飞行甲板,那么单单飞行甲板的体积就将达到102,200立方米,而钢铁的密度为每立方米7850千克,这样一来,仅仅飞行甲板的重量就高达80.227万吨!这个重量是“福特”级航母的七倍,远远超出了“伊丽莎白女王”级航母的承受范围,基本上没有航母可承受这种重量。而且,这个重量只是飞行甲板的计算结果,别的部分如内部舱室、船底等部分所带来的重量将更加惊人。
即便设计人员不顾重量问题,硬是要使用五米厚的钢板,光是生产这些钢板的难度就足以让任何一个制造商头疼。以中国鞍钢的超级轧机为例,即便是全球性能最强的轧机,也只能制造最大厚度为5.5米、长和宽达到40米的钢板。要量产航母,如果每块钢板都达到五米厚,至少需要数十台类似的超级轧机共同工作。换句话说,这样的生产任务几乎不可能完成。
因此,从设计布局、重量问题、生产难度等方面考虑,航母的钢板厚度不可能达到五米。事实上,航母的各个部位钢板的厚度差异较大。飞行甲板,作为舰载机起降时的主要承载区,一定要承受强烈的冲击和高温,因而钢板的厚度相对较大,一般在50到80毫米之间,远未达到五米那样夸张的程度。美国“尼米兹”级航母的飞行甲板采用了特殊的高强度合金钢,具备优秀能力的抗冲击性和耐高温性能,尽管其钢板厚度相对较薄,但仍然能够应对起降舰载机的需求。
尽管航母的钢板并不像一些人想象的那样厚重,但它们却非常讲究。航母的钢板需要具备强大的刚性和良好的塑性,确保抗震、抗疲劳、抗冲击等多方面的性能。此外,航母长时间处于海洋环境中,一定要具有极强的耐侵蚀的能力,以确保舰体的长久稳定。航母的建造工程庞大,涉及大量的钢材加工,每块钢材都一定要符合严格的可加工标准,才能确保航母的质量和安全。