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钢筋混凝土天生防弹且易于修理,航母甲板为何不用呢?

2020-10-13 05:01阅读(73)

钢筋混凝土天生防弹且易于修理,航母甲板为何不用呢?:淘金客说:混凝土用于航母甲板历史上有过,那就是最短命的日本超大吨位航母“信浓”号。“信浓”号原本是

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淘金客说:混凝土用于航母甲板历史上有过,那就是最短命的日本超大吨位航母“信浓”号

“信浓”号原本是“丸四计划”的一部分,是第三艘“大和”级战列舰。建造到50%进度时,小本子一看战列舰彻底过时了,航母成了主力,于是赶紧进行航母改装,继承了“大和”的超大吨位,标排达到了62000吨,成为二战时最大的航母,没有之一。相比之下,美国的主力舰队航母“埃塞克斯”级,吨位只有“信浓”的一半。

“信浓”在改装的时候,特别重视防护。日本海军计划这艘重型航母的用途和装甲航母“大凤”类似:仗着坚盔厚甲靠前部署,后方的“云龙”型航母上出动的飞机袭击美国舰队后,降落到“信浓”“大凤”上加油装弹再次发起攻击。这样一来,暴露在美国航母的攻击半径之中的只有防护坚实的“信浓”和“大凤”,载机数量多的“云龙”可以躲在远处。

因为这个设想,所以“信浓”在改装时特别重视防护,用去1万7千吨装甲钢,甲板厚达95毫米!日本人还嫌不够,最后又在甲板上铺了一层200毫米厚的钢筋混凝土,完工时排水量高达7万多吨!其次,“信浓”号特别重视油料、武器的搭载量。而载机数因此受到影响,额定仅47架。吨位只有它一半的“埃塞克斯”级航母载机数是“信浓”的2倍。


不过这已经没有什么关系了:“信浓”号开始海试时,日本海航的精英、菜鸟基本都已经折扣干净了,飞机也剩不了多少。正式交付后10天,首航仅17个小时,“信浓”号就被美国潜艇下了黑手,舰上的菜鸟们连水密门都没关好,加上厚厚的甲板导致稳心偏高,迅速翻沉到海底。这不奇怪,护航队里有著名的祥瑞“雪风”亲王坐镇,想不死就很难啊。

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钢筋混凝土天生防弹?易于修理?首先这样的认知其实是错误的,在防御性能上均质钢装甲的防御性能是钢筋混凝土的几倍之多,因为钢筋混泥土的的密度、硬度、韧度远低于均质钢装甲,所以在防弹性能上钢筋混泥土远低于防弹钢板。而在易修理上面也是不可能比钢板好,因为混泥土的密度、硬度、韧度比较低,所以其抗毁坏的结构强度是远低于钢板,所以题目本身就是不对的。

至于说军舰为什么不用钢筋混泥土来建造那就更简单了,除了上面说的结构强度低以外,还有就是同体积大小的情况下,钢筋混凝土的重量大于钢板,如果用钢筋混凝土去建造的话那军舰基本上就浮不起来了。而且在海上的环境是高温、高盐的环境,对钢筋混泥土的腐蚀是非常严重的,钢板的耐腐蚀性要更强。而且航母甲板上几十吨的飞机重重的砸在甲板上,钢筋混泥土肯定会有巨大的磨损,到时候坑坑洼洼的甲板肯定会影响飞机的调度、起降,甚至会影响飞机的起降安全。

像陆地跑道可不仅是几十毫米厚那么简单,要抗住几十吨的车行驶,土基层、碎石层、水稳层等,像国家二级高速公路的厚度至少需要70厘米厚,也就是700毫米,如果放在飞机甲板上那航母的重心就不用说了,估计一个急转弯就翻船了,所以这是不可能的事。

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钢筋混凝土为啥不用来造航母甲板呢?

因为钢筋混凝土指标不行,扛不住航母日常任务。

首先一点,海上高湿度,高盐雾腐蚀,用混凝土,没几天就碎了。

第二点,混凝土的防弹性能,肯定和钢铁没法比,要不然坦克为啥不用混凝土做装甲呢?

第三点,混凝土不耐高温。飞机尾炎温度太高,混凝土扛不住。

第四点,飞机着舰时冲击力很大,混凝土扛不住。

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您好,很荣幸回答这个问题

众所周知,在海军作战舰艇中,航母无疑是世界上最为先进和强大的,但也正因为如此,航母也是集合了世界上建造工艺最为复杂的海军舰艇平台。航母上的有些设备别说制造,就连其材料可能都无法找到,好比是航母的甲板,因为要承受和满足舰载战斗机的冲击以及其他方面的高屈服度、高韧性等众多条件,加上其锻造工艺难度极其复杂,使得世界上能独立建造航母甲板钢的国家屈指可数,更别说航母的其他设备了。

那既然航母甲板钢制造这么难,为何不用水泥或者混凝土其它的代替航母甲板钢呢?这与材料的特性有关,钢筋混凝土的韧性太差,飞机降落几次就报废了,航母甲板对可靠性的要求极高,现有技术下混凝土材料不能满足有关要求,况且甲板厚度也有限,不能使用符合要求厚度的混凝土。

更重要的是混泥土甲板没有航母钢制甲板那样方便。航母钢制甲板可以随意打孔安装各种先进的设备设施,好比航母舰载战斗机必不可少的蒸汽弹射器,其可在航母甲板下方安置,很容易检修和维护,而如果是僵硬的水泥甲板呢?根本就没有安装这些设备的可能性,总不能直接在甲板上把整个蒸汽弹射凸出来吧,所以混泥土甲板在航母上根本行不通。

从这些方面不难看出航母甲板钢的重要性以及其建造难度,也就可以理解为何当今世界上拥有航母的国家这么少了,就连普通的航母甲板钢建造难度都这么高,何况其他航母内部设备了。

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谁说钢筋混凝土天生就防弹的?如果这玩意的防护能力真的可以媲美同等厚度钢板的话,那今天的那些装甲车、坦克等装备干脆就直接在外层或者夹层糊上水泥、钢筋算了(复合装甲的外层和内部夹层一样有钢),还要什么钢装甲?觉得钢筋混凝土防护能力强的是不是看到了一些工事上会经常用到钢筋混凝土?比如机堡、碉堡这些,然后就觉得这玩意可以搬上航母?但是你们也不看看它们上面的钢筋混凝土层有多厚?这些战争工事上的钢筋混凝土厚度可都是以“米”这个单位来算的,而现代航母上的飞行甲板厚度才有多少?

▲“福莱斯特号”航母的甲板

就以美国的超级航母为例,现役的“尼米兹级”航母甲板厚度为2英寸,也就是大概51毫米,早期的“福莱斯特级”航母,甲板厚度为1.77英寸,换算过来就是45毫米。总之,现代航母的飞行甲板厚度基本上都是这个水平,也是5厘米左右的厚度。但是就是这种看起来“薄薄”的钢板(相对于航母的体量),却需要承受承受几十吨重的舰载机起飞时的高温尾焰烘烤,以及降落时的高速冲击力,如果换成钢筋混凝土材质的,你觉得这只有几厘米厚的钢筋混凝土就想承受住几十吨重的战机的高速冲撞?

不要拿二战时期的航母来举例子,当时的航母甲板确实是有木板+钢板结构的,但同时也要考虑到那个年代的舰载机是简单的螺旋桨飞机,体量上完全无法和今天的喷气式战机相提并论。至于说加厚钢筋混凝土的厚度,问题是能加厚多少?钢筋混凝土的密度接近钢的1/3,也就是说,同等重量下,使用钢筋混凝土的甲板厚度最多也就加到150毫米左右,也就是15厘米,15厘米厚的钢筋混凝土在这种恶劣的工作环境中能坚持多久都还是个问题,想要继续提高厚度是不可能的,要考虑到航母的排水量以及内部空间的利用。

还有一点,大型船舶在水中会受到各种力的作用(总纵弯曲力矩、横向扭矩、纵向扭矩等),从而会出现一定程度上的轻微形变,航母一样也不例外,而钢筋混凝土结构的甲板在这种情况下出现各种裂缝的概率很大,所以,不管从哪方面考虑,钢筋混凝土都不可能用来制造航母的甲板的。

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航空母舰的飞行甲板要求所用的材料具有“耐高温,高强度,高韧性,抗腐蚀性,抗爆炸性”以现在的材料学的发展程度,也只有金属材料具有这几种特性。而钢筋混凝土的特性是抗压能力强,不抗拉,不抗扭,容易受到温度的影响。还有在海洋上面酸碱性的环境中,钢筋混凝土容易崩裂,崩裂后的沙石容易吸进舰载机发动机中,以造成事故。

航空母舰飞行甲板的用材要求

由于航空母舰的飞行甲板要舰载机降落时巨大的冲击力,舰载机起飞时发动机尾喷管产生的高温高速气流,海洋上恶劣的天气环境等因素的影响。就必须要求飞行甲板具有高达800Mpa的屈服强度,较强的耐腐蚀性能,可焊接性,耐高温性能等等。这样数种性能合而为一使得飞行甲板的制造难度极大。此外,航母的飞行甲板的厚度在50mm左右,想要让这么薄的钢板拥有以上较强的综合性能,更是难上加难。飞行甲板的单个钢材的面积也必须足够的大,只有这样才能减少焊缝的数量,以提升飞行甲板的整体强度和韧性。所以说,正是在许多因素的共同影响下,以至于只有中,美,英,法,俄,日等少数国家才可以生产出来。

钢筋混凝土的性能与航母飞行甲板用材的要求有着天壤之别

钢筋混凝土唯一的优点就是可塑性好,只要制作好模型,什么形状都可以制造的出来。其次还有抗压能力强,捎带略微的抗拉能力。众所周知,钢筋混凝土是由钢筋和混凝土组成的,让两者的性能得到优劣互补,从而具有抗压和抗拉性能。但是混凝土的抗压强度只有35Mpa,而钢筋的抗拉强度为200Mpa,即便是两者的结合物钢筋混凝土的性能也与航母飞行甲板的要求相距甚远,根本无法承受舰载机降落时产生的巨大冲击力。

要知道陆地的跑道可以由混凝土修建,那是因为混凝土下面有地球作为支撑物,飞机降落时的巨大冲击力可以传导给地球。而航空母舰的飞行甲板下面就是机库,或者其他的设备舱,根本没有承受冲击力的支撑物。况且,钢筋混凝土的结构并不牢固,在下面没有整体的支撑物时,巨大的冲击力作用到某一点时,就会将其震裂。

此外,飞行甲板还要承受高温,高盐等环境。而混凝土呈现碱性,在海洋环境中极易发生崩裂等现象。要知道高长期的高温环境下,钢筋的极易变形。如此一来,钢筋混凝土作为陆地机场跑道时可以,但是无法作为航空母舰的飞行甲板。(图片来自网络)

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众所周知,跑道是机场和航空母舰必不可少的基础设施。不过,了解航母的朋友会发现一个奇怪的现象,那就是机场通常都是用混凝土或沥青铺成的。然而,航空母舰甲板上使用的材料不是混凝土或沥青,而是一种难以形容的材料。更重要的是,据说在航空母舰的甲板上行走很舒服。怎么了



首先,让我们改变立场,好好想想。如果你建造航母级的海洋武器,作为设计师,你会使用最先进的跑道,对飞机最有利,还是会选择偷工减料,制造粗糙的产品?我相信,作为一个工匠,当然,你想建造的东西是耐用的,并得到人们的认可。同样,在设计之初,航空母舰也应该考虑是使用沥青还是混凝土,但最后为什么会毫不犹豫地花大量的钱建造钢铁跑道,并在上面涂上昂贵的涂料?其目的不言而喻。



当然,除了耐久性,从各个方面考虑这个问题也是不可避免的。你应该知道,一般来说,无论是舰载飞机还是军舰,都要考虑一个必要的问题,即载荷和自身重量。一旦飞机的附加重量超过标准,将严重影响飞机的性能,所以我们乘坐客机时通常会有航运要求。同样,航空母舰也不例外。在设计过程中,如果混凝土或沥青的厚度超过一定比例,很容易影响航母的航行速度,这样一旦发生战争,航母的机动性就会大大降低。从这个角度看,显然是不可行的。



更重要的是,机场要想起降一架300吨重的波音747飞机,跑道厚度必须达到35厘米,在这种情况下,还需要保证其耐磨性和耐久性。一艘航母如果铺上这么厚的沥青/混凝土,怎么能在海上航行呢?可以说,不沉没是幸运的!



其次,除了常规跑道的要求外,航母甲板的要求还应考虑到航母全年面临的海水侵蚀,以及在海上航行时对航母的作用力。这样,对航母甲板的材料要求就会变得非常严格。因此,当年设计航母甲板时,可以说已经做了所有的试验,包括课题中提到的沥青路面或水泥跑道。



毕竟,它不是任何材料,可以作为航空母舰甲板。首先,我们应该想到一种抗冲击、耐腐蚀、吸音防滑的材料。首先,我相信你能理解前四个要求,但什么是抗燃性的问题?如你所知,舰载飞机起飞时通常喷射数千度的火焰。举个例子,如果他们扛不住火,沥青马上就会融化。



所以,在知道需要什么样的材料之后,下一步就是一系列的实验。最后,选择了一种飞行甲板用钢材料。此外,在考虑了耐腐蚀性后,钢板上涂有各种材料,使其具有防滑、防腐的作用,便于舰载机起降。由此可见,航母甲板所用的材料并不像你想象的那么简单。

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你真敢想,钢筋混凝土航母甲板?那样每个村都可以造航母了!

高速公路能用几年?

航母起降飞机频繁,钢筋混凝土寿命太短,包工头和施工队全部住到航母上吗?

钢筋混凝土的抗压强度还可以,抗拉、抗折强度太低,在地面上做飞机跑道可以,因为地基是固定的,航母甲板是震动的,还有很大的风力和热应变弹性才行!

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兔哥哨位谈谈个人看法:钢筋混凝土确实是具有防弹作用,很多碉堡,永备工事,武器装备洞库都使用钢筋混凝土,就连战略弹道导弹的陆基发射井这么重要的设备都使用钢筋混凝土来建造。各种作战指挥所,包括具备防核武器攻击的指挥所都是采用钢筋混凝土来建造,更不用说数百米的高楼大厦,各种让人瞠目结舌的桥梁隧道了。二战时期还有用水泥做的炮弹呢,据说它的破坏力比金属炸弹还要突出,既然钢筋混凝土这么优秀为什么不用它做航母甲板呢?这个问题并不复杂,没法用,不适合,一点都不适合,为什么?下面谈谈这个有趣的问题。

首先,航母甲板是航母整体结构的一部分,有一个负责航母结构强度的作用,如果使用钢筋混凝土,结构强度达不到要求。航母甲板是用高强度钢来制造的,为了保持航母重心稳性的需要,航母甲板又能太厚,通常航母的飞行甲板厚度约50~60毫米左右,这个厚度,如果换成钢筋混凝土,根本就没有认可强度可言,在舰载机巨大的降落惯性的冲击下,钢筋混凝土会很容易损坏。另外,航母甲板需要和舰体周边焊接成一个整体,而钢筋混凝土即便是钢筋使用密度在紧密,也做不到整体连接,水泥部分依然和航母金属骨架,船舷有无法连接的地方,导致整体结构强度的缺失。航母甲板下面有错综复杂的管路,甲板上有各种开口,管线,喷淋装置,系留设备,耐磨,耐热涂层等等,这需要航母甲板有很强的强度和涂层附着力,水泥即便是强度再高,抗磨性也不如钢铁。航母甲板同样需要和下面的支撑结构焊接在一起,满足结构强度的需要,水泥不具备可焊接性。

水泥脆性大,韧性不足,缺乏弹性,水泥虽然有硬度,到却脆性大,再结实的水泥混凝土也经不住重器反复捶打,即便是有钢筋也不好使。不用说被炸弹击中,就是舰载机的频繁起降,就足以使钢筋混凝土甲板水泥碎裂,更何况飞行甲板上的各种开口,也会降低钢筋混凝土的整块强度。航母甲板是航母最脆弱的部位,一旦航母甲板被击中,航母的作战效率就会失去,航母的战斗力就会消失。水泥做航母甲板脆性问题这一关就过不去,其它的就从谈死起了。

水泥耐热性能差,钢筋混凝土耐腐蚀性差;水泥泡在水里还好,它不怕水,但是水泥怕热,航母甲板却是一个冷热变化非常大的地方,夏季温度往往超过环境温度几度,例如,航母虽然是在海风中行驶,但是航母甲板温度受阳光照射吸收热量很高,通常情况下环境温度三十七八度,甲板温度会达到四十度。这还不算,航母舰载机起降时发动机尾焰稳定很高,尽管有喷淋系统,温度依然超过水泥所能承受的温度,高温情况下,水泥会爆裂。腐蚀主要是钢筋,海水腐蚀性非常大,航母甲板几厘米的厚度,对于钢筋的保护几乎是做不到的,很容易氧化腐蚀。

钢筋混凝土不但不容易修复,反而是很难修复,并且时间更长。航母甲板是特种钢,如果受到攻击损坏,基本都是一个弹坑,结构变形,只要是切割掉损坏的部位,其它部位受影响不大。水泥则不同,水泥脆性大,本身的厚度基本上算不上有强度,如果没有钢筋,舰载机降落时,就会被压碎。问题就在这里,一旦被炸弹击中,会产生大面积的连带振动效应,反而使甲板破坏面积增加,主要原因还是厚度不足。水泥一旦碎裂,即便是重新修补,也很难和已有的断面合为一体,特别是修复肯定是采取方块形状修复,这就涉及到结构强度。更重要的是,甲板下面和支撑结构的连接很难处理,可以说是不具备修复性,只能重新建造。水泥修复需要时间,修补好后也不能立即使用,要养生。水泥甲板还要有一会防水渗透的问题,反而增加维护保养难度。

(以上是兔哥哨位个人观点,欢迎探讨评论,欢迎关注兔哥哨位,图片来源网络)

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钢筋混凝土有个致命的问题,那就是碱骨料反应。意思就是混凝土中的外加剂,水泥等含有碱性的物质会与骨料发生化学反应,从而影响混凝土的使用寿命,因此一般的钢筋混凝土是严禁使用带氯化物和碱性物质的添加剂的!但混凝土中不可避免要使用水泥,所以这个也被称为建筑物的癌症!

而海水中的氯离子含量是淡水的100倍!如果钢筋混凝土航母长年累月的行走在大海上,估计也用不了多长时间就会报废!