美国福特号核动力航母满载排水有11万吨,它的甲板上可以停放75架F35战机,能搭载5000多名船员。福特号航母上有两座A1B型压水堆,带动燃气轮机后可以为航母提供104兆瓦的功率。

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福特号前进是由4个巨大的青铜螺旋桨推动的,最大航速为36节。因为燃料棒可以连续使用20年,福特号航母的舰长不需要搞什么经济航速,每次巡航时都用最快速度。

福特号上为什么会用青铜螺旋桨呢?

青铜具有较好的耐腐蚀性和耐磨性,能够长期抵御海水的腐蚀和航行过程中的磨损。此外,青铜螺旋桨也具有较好的机械强度和刚性,能够承受航母高速航行和复杂海况所施加的压力和振动。

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为了提高螺旋桨的耐腐蚀性和耐磨性,通常在铜的基础上加入一些合金元素,如锰、铝、硅等以增强铜合金的性能。这种特制的青铜合金材料被用于制作螺旋桨,能够为航母提供稳定、可靠的推进力。

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不过青铜螺旋桨有个缺点,重量太大,福特号一个螺旋桨的重量接近30吨,如果用钛合金来制造,能把重量压到现在的1/3,钛合金的耐腐蚀性要比青铜强太多。青铜螺旋桨可以铸造,而钛合金在高温下太过活泼,只能用数控加工,用刀头削出来螺旋桨的形状,用冲床也可以,目前世界上只有俄罗斯掌握了超大型钛合金冲压工艺,这点中美都不如它。

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我国镇江这次制造的螺旋桨比美国福特号上的要大上一圈,美国福特号航母上的螺旋桨直径有6.4米,镇江制造出来的直径有10米,相当于3层楼那么高,重量有40吨。镇江制造的螺旋桨使用的也是青铜,毕竟它比较便宜,耐腐蚀性能比铁要好很多。

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这种大型螺旋桨制造有一个难点,如何把桨叶固定到主轴上,目前世界上有三种方法。

第一种是用环氧树脂粘粘到一起。你可以认为是用胶水粘的,成分和502有些像。螺旋桨的环氧树脂粘合剂通常是通过将环氧树脂与固化剂混合来制备的,这种粘合剂具有较高的粘结强度和耐腐蚀性,对于螺旋桨叶片和轴之间的粘合非常有效。高端的零件,需要最直接的制造方式。

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第二种是有键机械连接。螺旋桨有键机械连接工艺是一种用于固定螺旋桨和轴之间的连接方法。通过精确加工和配合,在螺旋桨上制作出与轴相匹配的键槽,将带有键的轴插入螺旋桨的键槽中,再用锁紧装置将键与螺旋桨固定在一起。

这种连接方式具有较高的连接强度和可靠性,适用于高转速、高推力和重载的场合。同时,有键机械连接工艺也具有较好的维护性和可拆装性,方便更换和维修。

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第三种是无键液压连接。这种方式是利用液压系统将螺旋桨锥孔与艉轴锥体按要求配合,并将螺旋桨吊套在艉轴锥体上,然后连接液压系统,将螺旋桨的推入量在轴向最小推入量和最大推入量范围内。该方法具有计算简单、反应迅速、提高结果精确度等优点。

在固定桨叶时,不受人为作图干扰影响,具有较高的连接强度和可靠性,适用于高转速、高推力和重载的场合。这种方式是大型船舶螺旋桨制作的主流,我国镇江制造出来的世界第一大螺旋桨使用的就是第三种方式。

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镇江生产这么大螺旋桨是为什么船准备的?难道说004号航母快要下水了?

实际上它是矿砂船的螺旋桨,航母用不了这么大的。我国目前最大的矿砂船是“天津号”,这艘矿砂船总吨位为40万吨,总长362米,型宽65米,型深30.4米,是世界上最大、信息化最高的矿砂船船,“天津号”可以装下四个福建号航母。

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从螺旋桨这一个零件就可以看出我国船舶制造的进步,在上个世纪90年代,中国不要说10米直径的螺旋桨了,连3米直径的都造不好,制造出来的螺旋桨寿命低不说,推进效率低的可怕,这螺旋桨就像汽车的轮子一样,是船舶的核心部件。

这些年我国船舶制造业的进步非常大,现在手上还握着3330万吨排水量的船舶设计订单,占世界总订单量的47.6%,韩国和日本单子也被我们抢了。