航母作為典型的水面艦艇,它在水中的航行主要依靠渦輪帶動螺旋槳轉動,從而產生動力,由於航母噸位大,並且對於航速的要求很高,因此航母螺旋槳的體積也是非常之大的。美國的福特級航母排水量達到前所未有的11萬噸,因此它的螺旋槳也是目前最大的,福特級航母一共擁有4個5葉螺旋槳,每一個的直徑為21英尺(6.4米),重量達到了驚人的30噸,如果算上傳動軸在內,總重量則已經超過了200噸,相當於40頭成年非洲大象的重量。
▲福特級航母螺旋槳
美軍的尼米茲級航母排水量與福特級相差不大,因此也採用了與其規格幾乎一致的螺旋槳。而中國的遼寧號和山東號航母則都是6萬噸級的中型航母,他們的動力為8臺重油鍋爐加4臺蒸汽輪機的組合,總功率為20萬馬力。與尼米茲級和福特級相比,中國產航母的體型更小,動力水平也更弱,因此螺旋槳相對來說也沒有那麼大。
▲世界各國航母體型對比
根據報道,遼寧艦航母的螺旋槳直徑為4.5米,重量約20噸,算上傳動軸的重量約為130噸上下,比十萬噸級航母確實遜色不少,不過考慮到這只是中國航母的開端,因此並不用特別在意。中國航母事業雖然起步晚,但是得益於強勁的工業實力,發展十分迅速,除了已經下水山東號中國產航母之外,體型更大,更為先進的後續航母則已經在計劃之中。因此在未來的中國產航母之上,我們肯定也能看到體型和品質媲美美國福特級的螺旋槳。那麼航母螺旋槳是怎麼製造而來的呢?
航母螺旋槳除了又大又重之外,製造材料也是非常特殊的,船舶因為一直在海洋中航行,所以使用容易腐蝕的鋼鐵材質是不可能的,最早的軍艦螺旋槳都是由黃銅打造而成的,但是隨著軍艦速度的不斷增加,黃銅材質不耐空泡腐蝕的缺點逐漸展現出來。二戰中,英國為了提高魚雷艇的速度,集中了大量人力物力進行螺旋槳新材質的研究,最終確定了以鎳鋁青銅材料作為螺旋槳製造材料。鎳鋁青銅材料抗疲勞強度、耐空泡腐蝕、耐高化學腐蝕,成為了二戰至今長盛不衰的軍用螺旋槳首選材料,而現代航母螺旋槳也是採用鎳鋁青銅作為螺旋槳原料。
雖然採用了較易切割成型的青銅材料,但是也大型螺旋槳的製造仍舊不是一件易事。目前為止航母主流的五葉大傾斜螺旋槳對精度的要求雖然沒有核潛艇那樣苛刻,但是在製造完畢後仍舊要繼續對曲面弧度、對稱性、表面平整度進行微整形。80年代之前,打磨尼米茲級航母6.4米直徑的螺旋槳需要三十個人連續作業半個月,而現在只需要多軸聯動機床工作兩天就可以完成!目前中國的數控機床技術已經達到達到了世界先進水平,因此航母螺旋槳早就不是障礙。江蘇鎮江的中船瓦錫蘭螺旋槳公司採用了中國產最新的七軸五連桿數控機床,能夠製造直徑為12.5米的巨型螺旋槳,達到了世界之最!