-
1 # 思遠防務
-
2 # 軍武吐槽君
不僅是俄羅斯、加拿大和北歐這樣的高緯度國家海軍基地內的軍艦會結冰,就連中國北方這樣的中緯度溫帶地區在冬季軍艦也會結冰,因為軍艦在航行之中浪花會衝上艦體和甲板,而殘留在上面的水跡就會遇冷結冰,因此我們常常看到一些軍艦全身被冰層所包裹,宛如末日電影《後天》之中的情景。那麼軍艦結冰會影響正常使用嗎?跟隨軍史吐槽君一起往下看。(南韓崔瑩號導彈驅逐艦訪問海參崴凍成冰棒)
軍艦結冰大家最關心的就是艦體結構會不會受損,艦體鋼材會不會因此而變脆?根據科學家們的研究,金屬在低溫下內部分子活性降低會變得愈發鬆弛,從而產生一種內部應力,而這種應力一旦超過了金屬熱脹冷縮的極限,內部結構就會碎裂,從而金屬內部瓦解而強度劇減,我們經常說在南極鋼鐵一敲就碎,就是這麼個道理。那麼軍艦上的鋼鐵材料會不會這麼不扛凍呢?答案是不會,應對這種冷縮產生的應力通常被稱作金屬的抗冷衝擊性能,而提高這種效能是軍艦鋼材的必修功課。
第一、鋼鐵的變脆主要是由於原生鐵礦石中磷元素的存在,所以在鍊鋼之初必須進行脫磷,一般民用船隻鋼材的磷含量要求在0.045%以下,而軍艦用鋼則規定在 必須在0.02%以下。第二、提高鋼材的屈服強度,這樣就可以更加有效的應對熱脹冷縮所帶來的形變。軍艦用鋼一般都是加入了多種稀土元素的高屈服度合金鋼,一般軍艦用鋼的屈服強度最少都要求在300MPA以上,而航母在500Mpa,潛艇更是要求在600MPA以上。(遼寧艦用鋼生產畫面)
經過了這樣的處理加工後,只要不是零下100度以下的極限低溫,對軍艦的金屬結構強度基本上沒有什麼影響,你看中國的民用科研船“雪龍號”沒事都去南極溜達幾圈,照樣活蹦亂跳,軍艦就更不用擔心了。雖然對艦體強度沒影響,但是結冰很容易凍壞和影響軍艦上寶貴的電子元器件工作,比如雷達、衛星訊號接收器、光電觀瞄裝置等等,所以軍艦一旦結冰了,緊急集合!掃冰除雪!(加拿大水兵掃冰除雪)
-
3 # 兵器世界
世界上一些高緯度國家,都會有艦艇結冰的問題,有很多人認為,海水的含鹽量那麼高。冬天應該不會結冰,可事實上,高緯度地區的海面在冬天還是會結冰的。而在高緯度地區的海軍艦艇也就特別注重除冰能力,例如北歐國家丹麥,還有俄羅斯,加拿大等國的海軍,都有一系列完備的除冰措施。
眾所周知,鋼材在不同溫度下的韌性是不一樣的,而這一特性與鋼材的含硫量息息相關。大名鼎鼎的泰坦尼克號海難,正是因為當時的泰坦尼克號只考慮到鋼材的強度,沒有考慮到鋼材的韌性,使用了含硫高的鋼板,而當時泰坦尼克號航行的海域,其溫度在零下四十度左右,這樣低的溫度面前,一個小小的裂縫都會撕裂成一個巨大的口子,最終導致了這艘豪華遊輪的沉沒。
事實上,當時的泰坦尼克號一共有16個水密艙任意4個水密艙進水的情況下都不會沉沒。這樣的抗沉性在民用船舶裡已經算是很不錯的了。而它之所以沉沒就是因為剛才不過關,現在的軍艦用鋼因為改善了工藝流程,所以含硫量極少,而且含磷量也很少。金屬的純度越高,其鍛壓效能越好,韌性也就越好了,所以目前使用的艦艇鋼材完全能夠在寒帶和熱帶自如使用。
目前軍艦結冰對於結構強度的影響是很小的,但是對艦艇作戰的限制就很大了,俄羅斯海軍方面在這一領域是專家。俄羅斯海軍的北海艦隊曾擁有大量的核潛艇,這些潛艇的破冰能力就非常的強,比如說颱風級核潛艇,其能夠撞開三米厚的冰層。而前蘇聯在二戰和冷戰設計的一些艦艇也刻意提高了艦艏的破冰能力,蘇聯甚至曾經在冷戰時期建造過核動力破冰船,而且還不止一艘,可見結冰對海軍的影響還是很大的。
艦艇結冰後,其水線上的結構重量會增大,這就會導致艦艇的重心升高,幹舷降低,適航性下降,甚至不能航行。去年年初,美國海軍的一艘濱海戰鬥艦“小石城”號首航時就遭遇尷尬,被結冰的五大湖航道牢牢凍住,而美國對於高緯度下海軍的作戰又很不擅長,只能夠求助於加拿大,讓這艘軍艦在蒙特利爾過冬,等待來年天氣轉暖後再行動,也算是十分狼狽了。
事實上,軍艦結冰後,其作戰效能會大打折扣,所以各個國家的海軍都會想盡辦法除冰。一旦軍艦結了厚厚的冰層,輕則航行不便,重則主炮無法轉動,艙門和垂直髮射系統的艙蓋被凍死,完全無法使用,所以常年在高緯度地區作戰的海軍,都有自己的除冰手段。
-
4 # 科羅廖夫
軍艦結冰是一種嚴重的事故,對戰艦的作戰效能有著較大的影響。鋼鐵這種人類使用最為廣泛的金屬有許多令人頭疼的特質,比如說熱脹冷縮,又比如說不同溫度環境下的性質變化。熱脹冷縮是一個經常被人們所提到的物理現象,許多人應該都聽說過以前的鐵路鐵軌會留出一定的縫隙來應對熱脹冷縮的故事,又或是電線杆上的電線彎直的問題。而不同溫度下的性質變化就更好理解了:超過1538攝氏度,鐵就會融化成鐵水;而低溫環境下,摻雜有雜質磷的鋼鐵就會明顯變脆。
上述這兩個問題,也是軍艦在低溫環境下所要面臨的問題,尤其是俄羅斯的軍艦,更是其中的代表。毫無疑問,在極地環境下,軍艦這樣一坨重達上千噸上萬噸的鋼鐵,肯定會受到嚴重的影響。題目所提到的艦體強度有可能出現明顯的下降,而變脆也不是不可能的是——只要磷含量超過0.03%,以軍艦所需要面對的種種複雜情況來說,艦身可以說是必然會變脆。
但是,低溫不代表軍艦一定會出現嚴重的艦身物理性質的變化。上文所說的熱脹冷縮,現如今已經有了很多的應對方法:比如說在鋼鐵本身的效能上下功夫,對鋼鐵成分進行不斷的摸索,最終尋找出一種受溫度影響形變較小的合金材料來製造軍艦艦身;或者是利用適合的焊接技術來焊接艦身各個部位,確保溫度所帶來的形變處在可控範圍內。這些方法都有助於確保艦體強度不會出現太明顯的變化,進而確保軍艦可以順利完成每一次的任務,而不會因為艦體強度下降而崩裂。
至於變脆的問題,實際上與熱脹冷縮問題有著異曲同工之處。首先要儘量降低鋼鐵中的磷含量,這有助於減輕艦身在低溫下變脆的程度;其次要尋找適宜的金屬配方,用低溫下不易變脆的合金材料來建造軍艦。雖然說起來似乎很簡單,但是實際上,材料問題一直是困擾著俄羅斯海軍乃至全世界海軍進步的一個重要問題。
是俄羅斯軍艦是否會在惡劣情況下是否會出現艦體強度變化和變脆的情況。很可惜的是,由於中國沒有人曾經在俄羅斯海軍中服役過,因此俄羅斯軍艦在低溫環境下具體的表現如何,外界無從知曉。但是從俄羅斯工業全面退步的大背景來看,俄羅斯軍艦在低溫環境下可能並沒有人們所猜想得那麼出色。
在蘇聯解體後,由於失去了黑海造船廠,俄羅斯建造和維護大型水面艦艇的能力可以說是一落千丈,近些年來下水的多是一些幾百上千噸的小型軍艦,最大的也不過是5300噸的11711型坦克登陸艦。以俄羅斯的工業能力來看,其很難再尋找出更好的材料替代蘇聯時期的材料來建造軍艦,因此其所擁有的軍艦應對低溫的能力相比於世界上的其他國家來說,差距只會變得越來越大,
回覆列表
軍隊作戰部門是需要全天候保持作戰能力的部門,無論炎熱的夏天還是冰冷的寒冬,面對有可能出現的威脅,軍隊都必須保證一定的作戰能力。雖然和平的年代對於一些人來說已經習以為常,但國家和軍隊一直都意識到,敵人不會挑好天氣好日子來打仗,越是惡劣的環境就越是需要提高應對能力。
人是決定戰爭的重要因素,一般情況下,正常國家計程車兵都不會像溫室的幼苗那樣脆弱。可是戰爭除了人還需要各種裝備的配合,只有人是不可能打贏戰爭的,這就要求各種裝備也要在惡劣的條件下依然能保持正常使用。
高緯度的國家對冬季的氣溫都會做足充分的準備,嚴寒天氣扭轉戰爭的情況已經在歷史上多次上演過,俄羅斯人一定對此有非常深刻的瞭解。而南韓人可能就沒有很充足的認識,2014年時,南韓人開著導彈驅逐艦去俄羅斯訪問,結果寒冷的天氣將整條驅逐艦凍成了一座冰雕。
當然,寒冷的天氣並不是針對某個國家的軍艦,冬季時無論是哪個國家的軍艦,都會被凍起來,軍艦航行在海上會遇到水霧,結冰是不可避免的。冰會在溫度低於0攝氏度時結成,人體如果長時間處於低溫就會危及生命,對於軍艦來說,凝結的冰塊也會威脅她的“生命”。
如果軍艦停留在港口內,外部的冰塊不及時清除,軍艦整體的溫度會持續下降,若引擎與鍋爐關閉,軍艦將會成為冰雪地獄,艦員無法在其中工作生活,而且還有可能會對動力系統產生影響。另一方面,艦炮,艦載機槍等安裝在艦體表面的武器也會因為結冰導致無法使用,甚至是直接損毀,沒有什麼會比武器失去作用更能威脅軍艦了。
為了保證軍艦的正常執行和戰鬥機能,海軍士兵們只能在艦體甲板上用各種工具手動地去清除凝結的冰塊,雖然辦法很笨,但實在是沒有什麼更好的辦法了。中國的軍艦目前使用了一種特殊的塗層,能夠讓凝結的冰塊整塊地從裝備的表面掉落,這也能讓士兵們更容易地維護軍艦。