国产航母为何需消磁后才能海试 钢材质量是否不如俄

2017年09月27日 09:27 新浪军事
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  网络上流传的最新照片显示,首艘国产航母已经开始悬挂大量电缆开始进行消磁作业。

  一:军舰为什么要消磁?

  实际上消磁,就是现代军舰发展历史上最成熟有效的隐身类设计——只是它的针对性非常强,适用面较为狭窄,主要是应对以水雷为主的水下武器,以及潜艇针对反潜飞机的磁性探测手段。

  图:磁性感应水雷
  图:磁性探测是反潜机发现潜艇的重要手段

 

  军舰消磁的兴起,要追溯到上世纪30年代末期;德国当时开发出磁性水雷并投入实战——一旦舰船从它上方进过,舰船的磁场就会带动水雷引信中的磁针摇摆并接通点火线路,引爆水雷。

  二:军舰磁性哪里来的?

  军舰的磁性主要可以分为四个部分,其中一部分是军舰本身结构和设备带来的固有磁场。另一部分,是军舰在海洋上航行时,本身会受到到地球磁场的感应作用而被磁化,比如就芬兰的情况,即使是完全没有磁性的船舶,离开赫尔辛基海岸、离土尔库海岸仅150公里时就会被再次磁化。

  图:地球就是个大磁场,军舰在海洋上跑一定会被磁化

 

  当然除了这两个部分,军舰的导电材料在磁场中运动、电气设备运行时,还会产生较小的涡流磁场和杂散磁场;但是除了对磁信号控制要求最高的扫雷舰、猎雷舰以外,其它军舰一般不要求这两个方面也进行较高标准的全面消磁——否则设计制造和维护成本实在是吃不消。

  三:瓦良格号航母的钢材据说不就是无磁性的吗?

  出于舰体强度(特别是直接抵御反舰武器直接攻击)和成本的考虑,真正大量用无磁和低磁材料(比如无磁钢、铝合金)建造船体、内部设备实现高标准消磁的军舰,其实仅有专门和水雷打交道的扫雷舰、猎雷舰。

  图:扫雷舰一类的军舰,消磁是最严格的

 

  其中较为先进的一些产品,更是以“无磁性”为自傲的口号。比如芬兰海军的三艘新型扫雷艇,光是其MTU公司特别定制的消磁柴油机,就必须每个零部件都需要单独消磁处理以后进行装配——从曲轴到每个螺栓,高达16000个部件,成本极高。

  而包括航母在内的其它主力作战军舰,都不可能按照这种无磁性扫雷艇的标准去控制磁性——价格上承担不起,而且会有大量涉及到舰艇生存力的关键性能根本无法达标。特别是它们的舰体钢材,实际上都是相当强的硬磁和半硬磁材料,容易磁化,磁化以后不易退磁,磁性长期保留。

  图:里根号尼米兹级航母进行消磁,这是21世纪后交付的美军新型航母

 

  国内军事网络上有一则很著名的谣言,就是瓦良格号航母的钢材可以自然抵抗海水腐蚀,而且是基本绝磁、无磁性的——实际上是彻头彻尾的胡扯蛋。这样的航母别说在苏俄,在美国都找不到。

  四:现代航母怎么消除磁性?

  军舰消磁的基本原理都是一样的,首先探测出军舰的具体磁场分布——哪儿强,哪儿弱;然后给通过一个个大的线圈充电,靠这些线圈形成一个反向的磁场,从而把军舰自身的磁场型号给抵消掉。

  国产航母在码头上外挂线缆的这种外部消磁,工作量大,消磁时军舰不能使用,但是设备支持水平好——特别是军舰的磁性特征测量,只有这种条件下(比如大量的水下探头)能做到最高的精度。

  因此这种消磁手段带有很强的基准性质,不仅是交付前要这么做,而且军舰在经过长时间使用以后,也需要定期进行外部消磁。

  而除了这种外观可见的消磁,实际上主力作战军舰的内部也有固定的消磁设备。它们会在军舰的各部位安装消磁线圈绕组,能够产生与军舰磁场相同形状但磁性方向不同的磁场。

  图:地磁图

 

  比如军舰航海中,需要用到被称为地磁图的资料,主要就是服务于军舰内部消磁——当军舰航行到某个区域时,就要根据所在海域的当地磁场数据和舰船的航向,半自动的调节军舰在上下、前后、左右(即空间坐标系的xyz三轴)上的消磁线圈电流大小。

  图:瑞典的一种军舰消磁系统原理构架

 

  直到近十年之前,这依然是美英海军钢铁军舰的标准控制方式。近些年出现了一种新技术,能够通过自动计算军舰所在区域的地球磁场,以及军舰当时的航向、姿态,在计算机控制下智能化的随时调节军舰消磁系统。

  这种系统对于硬件的要求还在其次,关键是对全球海洋地理研究和测量数据的基本功要求非常高。国内相关的研究目前公开信息极少,最新的国产航母是否能用上这种系统,还有待进一步的观察。(作者署名:候知健)

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