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第一五八章 弹射之难

第一五八章弹『射』之难

毫无疑问,蒸汽弹『射』器是海军装备中高精密重型机械产品之一,它的研发与应用、维修与淘汰,都属于海军装备二级机密。

位于共和国广西防城港海军航母养护基地内,隶属于共和国重型机械工业集团公司的第2157厂,便是专为蒸汽弹『射』器而开办的军工企业,共和国当前三艘华夏名人级常规动力航空母舰,“炎黄”、“世民”、“汉武”等,以及尊严级大型核动力航空母舰首艘“尊严”号,这四艘航空母舰所配置的蒸汽弹『射』器都是由该厂制造。

唐仁辉一行人运气不错,十多年前因自来水管爆裂喷涌而灵感突现的科研勇士,也就是如今第2157厂总工程师的蒙武易正好在,曾与数千科研人员一道为“323”工程努力的蒙武易,现如今已经是共和国海军“401”工程的总设计师,他依然在自己的老专业上努力着,不过他现在所带领的科研团队所奋斗的目标还是弹『射』器,不过已经不是以蒸汽为动力,而是改用电能。

电磁弹『射』器研发相当困难,困难到已经让这位当年雄姿英发的年轻人白了头,听说在基地内进行例行养护的“世民”号所有弹『射』器组都出现了过度疲劳使用而造成寿命锐减甚至到了不得不提前更换的地步,这位才四十余岁却满头白发的科研强人愣是从上海赶回了防城港,亲自上舰为“世民”号航母蒸汽弹『射』器组进行了大检查,无奈状况实在糟糕,赫赫战功背后,是弹『射』器日复一日的高强度使用,不提前报废才怪。[]大国无疆158

蒙武易年龄远没有唐仁辉大,倒是和第三舰队司令宋成豪中将相仿,因而在这些天里他倒是很对宋成豪胃口,俩人很谈得来,对海军各方面都了如指掌的宋成豪自然也知道蒙武易就是电磁弹『射』器的研发总设计师。

重大科研工程包括国防工程在内研发队伍普遍年轻这是共和国的一大特点,因为共和国本身都才建国十余年,或许也正是因为年轻,干劲十足而且毫不畏惧,得到了“炎黄脊梁”科研计划成果支持的电磁弹『射』器研究进度非常之快,因而在这一问题上,宋成豪很乐意请教蒙武易,弹『射』功率可大幅调节的电磁弹『射』器将会给航母作战带来历史『性』的革命,所以他倒是已经开始想象无人战斗机上航母后弹『射』起飞作战的样子。

接触不多但相见恨晚,很快就成为好友的蒙武易和宋成豪俩人很远就看到了对方,戴着厚厚眼镜的蒙武易微微一笑算是打了招呼,主动上前和难得来此的国防部部长唐仁辉上将握了握手,这才侧目看了看一身工作服打扮的宋成豪,还别收,真像是一个老工人。

“这位便是2157厂总工程师兼厂长,他还是咱们401工程的总设计师……”杵在一旁没事儿的宋成豪赶紧介绍道。

“还用得着你介绍吗?”唐仁辉一笑,一把拉过蒙武易,看着宋成豪指着蒙武易一字一句的说道:“你可能想不到吧,我和蒙武易是老乡,我还在陆军第一集团军那会儿,咱就已经认识了,还用得着你来介绍?”

宋成豪只能惊讶得无言以对,原本以为蒙武易是一个毫无背景的高技术型人才,一心只会扑在科研上,但没想到这厮还有如此之强悍的关系,倒是一直没听蒙武易提起过,看来蒙武易此人不简单,和国防部部长关系匪浅却不为外人所知,不得不说,深藏不『露』才是高人啊!

“老宋,顺便透『露』一个小秘密给你听!”唐仁辉凑近宋成豪一旁,小声的说道:“你小子昨晚在老蒙家里喝了几斤几两茅台我都能知道得一清二楚,不因其他,就因为蒙武易的夫人都是我给介绍的,他夫人是我在一次军事演习中意外负伤后在军区总医院认识的一位护士,认了干妹妹之后不久才结识了在国防科工委游说蒸汽弹『射』器的刺头儿小子蒙武易。”

说着,唐仁辉看了蒙武易两眼,继续道:“我当时就知道,这家伙肯定有两把刷子,否则他们科研所怎么敢于将项目争取的重任交给他来京完成了,所以我这才将他介绍给了你们海军司令陈绍宽!”

唐仁辉猛拍了蒙武易的肩膀两下,大笑道:“还真没想到,这小子愣是有货,十分钟不到就把陈绍宽给说服了,海军力挺蒸汽弹『射』器这个项目,而我也觉得蒙武易这人有能力更有干劲,是个值得托付的人,因此我就把我小妹介绍给了他,只可惜蒙武易这人整天只知道科研科研,这还都得怪海军,搞完了蒸汽弹『射』器又要搞什么电磁弹『射』器嘛,弄得人家蒙武易都无法照顾家里,至今都还只有根独苗,你说,你们海军到底是怎么回事儿?”

“什么我们海军我们海军的,独生子女不是挺好吗?我就只有一个宝贝女儿,而且不想再有第二个孩子!”

宋成豪立马反对唐仁辉的这种思想,共和国虽然没有将计划生育列为国策,但随着共和国经济越发发达,物质生活殷实之下人们反倒没有了造人的积极『性』,“越穷越生、越生越穷”的恶『性』循环消失不见,人口的增长率已经几乎『逼』近停滞态势,人口总数很难打破九亿大关,许多家庭都愿意只生一个,多年以后人口反倒会减少而且呈现老龄化趋势。

一对夫妻生育两个子女的鼓励政策已经有很多省市实施,还曾发生过生育六胞胎的母亲被『政府』授予英雄母亲的大新闻,可见『政府』已经意识到了人口日趋老龄化和负增长化的弊端,但宋成豪依然属于力挺独生子女思想一员。

“我看,你不是不想要第二个孩子,是没时间制造罢了!”

唐仁辉口无遮拦的开了句玩笑,蒙武易倒是觉得没什么,不过宋成豪倒是立马回味过来,原来唐仁辉说来说去都是在说海军的不是,海军将领忙得无法顾家生孩子,还连累为海军服务的科研人员,都说“唐老鸭”嘴巴最硬最长,现在看来,宋成豪还想加一句“最毒”。

小玩笑最能调节气氛,无法享受生育制造过程的宋成豪只能无奈笑笑,而蒙武易和唐仁辉俩人倒是畅怀而笑,三人倒是很轻松自在的就走进了保密森严的第2157厂厂区。

顾名思义,蒸汽弹『射』器所使用的动力来源便是蒸汽,作为弹『射』动力所在,对于航行在海上的战舰,蒸汽的产生便是一个问题。

轻型水面舰艇采用中高速柴油机,比如3500吨级以下的护卫舰,而燃气轮机则多用于中型水面舰艇,比如3000至10000吨级别的驱逐舰和巡洋舰,至于蒸汽动力,则多见于大型水面舰艇,比如航空母舰、战列舰和核动力潜艇,因为核动力也是蒸汽动力系统范畴。

蒸汽弹『射』器要装备于航空母舰,首先需要考虑的重要依照便是航母的动力,共和国华夏名人级三艘航空母舰在现代化改造之前都采用的是蒸汽动力系统,而且由于型号统一且有规范的建造标准,因而三艘航母蒸汽压力一致,这倒是为日后蒸汽弹『射』器研发问世之后,更好应用于华夏名人级航母提供了极大便利。

有了统一一致的蒸汽压力,蒸汽弹『射』器的研制便有了很好的设计参照数据,因而军用蒸汽弹『射』器的一系列建造标准,也是围绕华夏名人级蒸汽动力所产生蒸汽压力这一数据而来的,容器、管路、阀门、仪表等等设计标准也自然随着研发的深入而逐步完善,设计、检验、维修、保养等规范也都日臻合理。[]大国无疆158

倒是,后来共和国海军越发看重燃气轮机技术在海军舰艇中应用的广阔前景,这样一来也就意味着蒸汽弹『射』器只能是小批量生产应用于航空母舰的特种机械产品,无法批量生产之下自然是价格昂贵,不过还在海军不差钱,让科研人员不要忧心钱的事情大胆研究,这才让蒙武易等人没有了思想包袱大胆开拓创新,才有了如今共和国海军已经使用的很是成熟的蒸汽弹『射』器。

在通往生产车间的路上,作为该厂总工程师的蒙武易介绍道:“蒸汽弹『射』器的动力来源是来自于战舰主动力锅炉的蒸汽,而考虑到航母不会随时处于高速航行状态,因而锅炉也不会时刻保持最高压力状态,因而我们设计的蒸汽弹『射』器取用蒸汽动力系统95%功率之时的蒸汽压力。”

“同时,考虑到从蒸汽主动力系统到弹『射』器蓄压罐之间,还得有数百米长的管道和众多阀门,传送的蒸汽会有一个温度和压力的梯度,为此我们还设计了压力储蓄管道!”

蒙武易指了指当前众人所看到的车间,说道:“简单举个例子,航母前甲板一号和二号弹『射』器与航母主动力中轴线两侧的二号和三号螺旋桨驱动轴所在蒸汽动力系统为一组,弹『射』器与自己所配锅炉直接相连,而两台弹『射』器组的储压系统又直接互联,在必要之时可以让使用频率低的补充使用频率高的蒸汽,这一部分同样有大量的管道和阀门,还得有一个可『操』作互逆的平衡系统,因而增加了总体结构的复杂程度!”

“当然,由于军方要求弹『射』器组也要有抗损能力,所以所有管道都是双通道的,且不会不至于机库顶板和人员密集舱室,因而管道会有一部分是为了绕开一些舱室而增加的,这样一来,零零种种加在一起,装备四组弹『射』器的单艘航母会有75146米长、重达6458吨的蒸汽管道,可以想象,电磁弹『射』器能将这些管道、阀门等等省掉,电缆、控制器等重量和体积数据都很小,将会为航空母舰腾出更大的利用空间和载重,极大有利于战斗力的提升!”

宋成豪赞许的点着头,而站在一旁观望车间内生产状况的唐仁辉也自然知道这一点,虽然他是陆军出生,可这海军的航母就好比陆军的主战坦克,能大幅提升内部空间利用率和减少不必要的负重,肯定有利于主战坦克的战斗力提升,这样一来就不难理解为什么海军如此积极热情的支持电磁弹『射』器的研发了,将来都是核动力航母,电能有的是,输电电缆显然不会比蒸汽管道还庞大沉重。

“当然,在电磁弹『射』器问世之前,我们还将长期使用复杂的蒸汽弹『射』器,这是无法避免的客观事实!”宋成豪很是无奈的说道。

作为第三舰队司令的宋成豪对旗舰“世民”号航母很熟悉,对于航空母舰作战重要一环的弹『射』工作也是如数家珍,不用专家蒙武易介绍,他很早就钻研过常规动力航母的蒸汽弹『射』原理和规律,在他看来,蒸汽弹『射』器的『操』作与维护是一个极为负责的系统『性』工程。

一台蒸汽弹『射』器需要由两台锅炉直接驱动,而这两台锅炉同时还得驱动一个舰船动力主轴,在蒸汽弹『射』器使用之时,锅炉里的蒸汽将经过复杂的输送管道和压力储蓄管道进入蓄压器补充,因为扫气容积3.25立方米的弹『射』器单次弹『射』就会消耗掉200公斤左右的蒸汽,而湿式储压罐的25立方米体积中有将近两成是『液』态水,这些『液』态水是待锅炉蒸汽经管道输送而来为其补充之时产生蒸发效应,进而缓解压力的急速下降。

航空母舰作为军事武器装备,显然也有可能遇到不可预测的紧急状况,而往往称谓的应急弹『射』起飞能力,其实就是指蒸汽弹『射』器储压罐内所剩余蒸汽其实并不够一次弹『射』,但由于任务紧急不得不弹『射』起飞舰载机,在如此状况之下,可以利用增压泵向储压罐注水,压缩储压罐内不多的蒸汽提及从而提高其压力,达到弹『射』起飞舰载机的压力值,进而完成应急弹『射』起飞作业。

“世民”号航母作为第三舰队中的“大忙人”,只要航母战斗群在海上保持巡弋甚至单艘活动之时,该航母的四组蒸汽弹『射』器就都有任务,每天都有或多或少的弹『射』任务,有时候甚至会发生集中连续使用某一组弹『射』器的状况,因而在这样一种高负荷运转下,弹『射』器组不提前退休,天理何存。

当然,不管蒸汽弹『射』器是否状况良好,航空母舰一向很少采用四组弹『射』器同时高频率工作的方式,因为这样一来,蒸汽的损耗会非常之快,宋成豪就曾清晰的记得,“世民”号航母曾同时使用四组蒸汽弹『射』器,在8分钟之内一共弹『射』32架舰载机起飞,结果就是,航母蒸汽动力系统在这短短八分钟之内损失了三吨多的蒸汽,这几乎相当于燃起动力系统全功率工作25分钟所能产生的蒸汽量。

当时如果继续弹『射』,那么蒸汽系统的压力损失会达到20%,功率会损失达37%,而航母也将会从33节高航速降低到28节,且不再具备弹『射』起飞的能力,至少得等待20分钟才能恢复,除非使用应急弹『射』起飞方式,可这种方式对于一组蒸汽弹『射』器而言,在其服役生涯里只能使用两次,不过好在这种状况从未发生过,否则就算应急起飞完成之后恢复半个小时乃至一个小时,完成任务返港之后,“世民”号航母四组弹『射』器无论如何都得报废。

经过长期的使用,共和国海军航母战斗群在海上展开训练或者是参与战事,都会很注意安排弹『射』起飞秩序,一般情况下都会严格的控制蒸汽弹『射』器的使用频率,以双区双弹『射』方式以两分钟一次完成10架舰载机弹『射』之后,将清空甲板使用另一区的双弹『射』器继续弹『射』,虽然弹『射』40架左右舰载机会需要约莫35分钟时间,可这样一来倒是非常节约宝贵的蒸汽弹『射』器使用寿命以及来之不易的航母燃气动力系统所供给的蒸汽。

不过可惜的是,“世民”号航母部署的地方是在多边形势复杂的东南亚、印度洋与波斯湾地区,大量的参与战事也导致“世民”号没有条件慢悠悠的弹『射』,紧急出动战斗机都是稀松平常之事,因而造成了弹『射』器使用很无规律,这就好比无规律的生活会给人类身体带来伤害一样,弹『射』器作为机器同样有使用寿命,折寿也就成了理所应当。

生产管道的车间并不大,蒸汽管道其实都是外购而来,这一个车间的存在意义更重在于检测,攸关军国大事的航母蒸汽弹『射』器要真是因为某一段管道出现纰漏而导致弹『射』器无法正常使用,那才真是误了军国大事,所用技术工人们不敢马虎,每一组弹『射』器所需的管道都需要进行检查。

一行人继续往前走,很快就来到了第2157厂比较重要的一个车间——汽缸加工车间,因为蒸汽弹『射』器的主体其实就是一个侧开缝的汽缸,缸体呈受力结构最为恶劣的c形,长达90米的侧缝开口处的应力总和高达12万吨,平均算下来每米的应力有一千多吨,放眼当今全世界,还找不出什么金属的屈服强度能够承受如此变态的应力考验,所以汽缸肯定需要设计特殊结构来分摊应力,而就制造而言,共和国海军当前使用的汽缸和活塞都是高强度高精度不锈钢铸造件。

从柳州钢铁公司运抵车间的缸体铸件长度不到四米,入厂之后要接受三次复杂加工的热处理和应力处理,其最终加工结果就是要确保每一段缸体受热后热变形一致且加工误差小于百分之五毫米、同心误差小于千分之一毫米。

在航母上吊装到位以后,还得用光学分光检测法检测每一节的轴心,确保弹『射』器100米通长内轴心偏差不小于十分之一毫米,当然要做到这一点,被安装位置的航母龙骨也得加强一倍,确保该区域的刚『性』可以保证海浪砰击所致的弹『性』变形小于万分之一。

汽缸安装完成之后便会使用自动镗光机器人对内壁进行镗磨,以达到让汽缸通长内壁光滑整洁圆形度高的目的,而镗磨的过程中又会不可避免的产生局部高温高热,易产生局部二次应力,所以就算有强制风冷,镗磨的速度依然被限定得很慢,每小时的工作步进距离不到20毫米。

得益于技术的进步与制造工艺的成熟,第2157厂汽缸车间已经可以在车间内对汽缸进行粗镗,而且是采用两台机器人同时作业,完成粗镗之后的汽缸最后只需要一轮高精度的精细镗磨便能达到使用需求。

蒸汽弹『射』器生产周期漫长,最大的困难就在于汽缸通长的镗磨过程实在缓慢,一组汽缸从铸件进厂到完成精细镗磨,整个工期需要一年时间,更为麻烦的是,由于汽缸的精度制约了活塞的精度,因而弹『射』器汽缸内膛被检测合格之后,才会以其最后镗光的精度尺寸来制造四个活塞,其中有三个是备用。[]大国无疆158

弹『射』器所用活塞长达6米重达3吨,是用6025铝合金制造而成,加工采用精铸加切削的方式生产,而且由于活塞工作之时会承受很大的作用力,也经常被高过载考验,因而活塞端面需要加工出许多的凹面和连续凸起,即在确保活塞强度之下提高端面面积增大压力转化为推理的接触面积。

众人继续前行,很快就来到了活塞加工车间,由于活塞有七个活塞环用于闭气,这种非闭合的活塞环都是采用特种材料制作且截面形状复杂采用的是压力腔设计,让引入汽缸内的高压蒸汽能将其压紧在汽缸壁进行闭气,受制于汽缸为c形而导致的闭气环效率不足,所以才会让单个活塞配置七个闭气环,这也是考虑到水平放置的汽缸会让闭气环在重力作用下,导致闭气环底部和汽缸壁过度摩擦而造成偏磨损坏,坏了一个之后还有另外几个作为闭气补充,但要是最后一个闭气环都不能正常闭气了,弹『射』器也就该回厂大修了。

站在车间内中央通行黄线内,蒙武易指着一片热闹景象的加工场景,介绍道:“蒸汽弹『射』器大多数时候出现大修需求,都是因为闭气环失效所致,也就是出现了偏磨现象,为了解决这问题,我们首先得用上当初生产活塞之时多生产出来的两三个备用活塞,它们当初都未加工其表面,所以弹『射』器解决偏磨,就对汽缸内壁再进行一次精密加工即可,在较短的周期内便可以让弹『射』器恢复作业能力,这也是为什么我们的蒸汽弹『射』器设计使用寿命是15年,却需要4至5次大修的原因!”

“那‘世民’号航母为何四个弹『射』器组都要更换呢?”唐仁辉不解的问道。

“这不一样,我刚刚所讲的是弹『射』器回厂大修仅仅是因为偏磨现象,这一故障的大修周期最长不过三周,可‘世民’号航母的不仅仅出现了偏磨现象,还有其他方面的问题!”

蒙武易没有继续说话,而是带着众人离开了汽缸车间,来到了一个门外竟然有荷枪实弹岗哨的车间前,这才说道:“这么说吧,每一艘航母的弹『射』器组都得配置一个关键『性』的部件,那就是蒸汽变速率阀门,‘世民’号航母的故障中,还包括这些个阀门已经出现了质量问题!”

“这个我知道,刚开始问世的蒸汽弹『射』器,只要弹『射』员摁下弹『射』按钮,憋足了气的蒸汽弹『射』器让开关阀瞬间打开,蒸汽不受控制的快速冲进汽缸内推动活塞,以至于被弹『射』的舰载机飞行员感觉像是被一炮轰了出去一样!”

唐仁辉的解说得到了蒙武易点头赞同,他带着众人慢慢走进这个关键『性』部件生产车间,同时说道:“当初的确是像唐部长所说的那样,我们的弹『射』器启动之时高压蒸汽直接涌入储压罐,弹『射』器瞬间就会产生两百吨左右的推力,让二十多吨重的喷气式模拟舰载机和测试飞行员假人产生了过大的纵向过载,飞机机体承受不住,人体就更加承受不住。

“因而,后来我们才考虑加入一个变速率阀门,让弹『射』初期涌入较少蒸汽,然后随着弹『射』的继续进行,注入更多的蒸汽,如此一来变速率阀门的精确气密『性』和快速反应『性』就非常重要!”

走进生产线末端已经生产好的一台变速率阀门前,蒙武易介绍道:“采用『液』压控制的变速率阀门重达25吨,其主要用途是控制蒸汽向弹『射』器汽缸注入的蒸汽流量,它配置有压力传感器和温度传感器,在蒸汽弹『射』器整个助推过程极为短暂的2.5秒间,变速率阀就要在如此之短的时间内形成一个曲线规律,改变其阀芯的通径大小,进而让整个弹『射』过程中蒸汽的涌入呈现曲线上升,不至于让被弹『射』的舰载机和飞行员都承受不了。”

“当前的变速率阀门响应时间已经达到了巅峰,千分之一秒之内的流量改变率可以达到30左右,从某种角度来讲,当前我们所看到的变速率阀门已经到了机械的物理极限,再无丝毫的改进余地,也就是说不可能反应再快了,而我们的弹『射』器峰值过载也将定格在4.5个g,这样一个过载,飞行员和舰载机都能接受!”

“可问题就在于‘世民’号的变速率阀出现了质量问题,我们不敢保证继续使用下去,它会不会出现问题,会不会出现未能变速率控制蒸汽,而造成被弹『射』舰载机以超过9个g的过载被炮轰出去一般,那样强大的过载之下,飞行员肯定无法正常『操』作飞机,而飞机也将因为严重过载而直接解体,为了杜绝因弹『射』而造成机毁人亡的恶**故,所以我们要对‘世民’号航母的弹『射』器组进行大规模的换新,其中部件之一便是这变速率阀门!”

说到这儿,站在一旁的宋成豪自然是唏嘘不已,如此重要精密的部件都因频繁使用而出现了问题,“世民”号航母看来还真是应该好好休息休息了。

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