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美核潜艇焊接失误,俄航母锅炉冒烟,高新武器为何频出基础故障?

2018-09-01 09:20 编辑:TF010 来源:北京晚报

据美国媒体近日报道,美国海军最新的第五代“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇,因为弹道导弹发射舱在焊接过程中出现大量误差,严重影响了“哥伦比亚”级核潜艇的项目进度。

自从人类进入火器时代,兵器越来越先进,也越来越复杂。尤其在现代化武器设计中,一个小纰漏就可能带来重大损失。这些纰漏,有的看似简单,却是基础工业和技术能力不足的直接体现;有的仅仅是设计上的短板或者疏忽大意。但不管如何,这些故障都将给耗费千金的武器项目带来重大损失。如果是在战场上,甚至可能付出血的代价。本期,就和您聊聊惨遭“卡脖”的现代化武器。

仓促出错

核潜艇要命的焊接问题

说到这次“哥伦比亚”级核潜艇的焊接问题,就是一个典型。“哥伦比亚”级是美国第五代弹道导弹核潜艇,未来将替代“俄亥俄”级核潜艇,作为美军战略核武库的水下主力。其艇长171米,耐压壳直径13.1米,潜排水量2.1万吨,更采用了全新设计的核反应堆、推进系统和弹道导弹发射系统。美国海军为此开出的预算高达1200亿美元,包括200多亿美元的研发成本,以及12艘建造预算960亿美元,平均每艘高达80亿美元。要知道,10万吨级的“福特”级航母单价不过100亿美元,而俄罗斯排水量更大的“北风之神”级核潜艇的单价只有20亿美元。

“哥伦比亚”级如此高的单价,主要源于几个方面:首先是全新的核反应堆,要求能够在未来预计42年的服役期内无需更换核原料,这样可以提高持续巡航时间,增强单舰的出勤能力;在推进系统方面,采用了“核能-电力”推进技术,核反应堆先带动发电机发电,再整合全艇包括发动机带动螺旋桨,由此能够以电机模式控制推进功率,提高潜艇的静音性;在武器方面,“哥伦比亚”级采用模块化的弹道导弹发射舱段,将导弹的运储、发射、电源、冷却、控制等功能部件模块化之后,集成在舱段中。这样,通过更换不同的模块,即能实现不同的导弹配置,如换用弹道导弹和巡航导弹。这种设计不但效率更高,兼容性更好,而且整体的维护也更加便捷。

不过,如此高新昂贵的武器,美国方面的项目推进却过于仓促。这也难怪,毕竟它的前辈“俄亥俄”级是1976年开始的项目,服役都30多年了。然而忙中出错,在共同弹道导弹发射舱段出现了焊接缝的偏差。看似很“底层”的焊接工作,对于潜艇这种需要承担数十个大气压的高精武器,是半点儿含糊不得的,要求达到精度极高的平整性和垂直性,还不能在焊接中损伤船体。这种容不得毫厘差错的任务,由于急于赶工严重影响了“哥伦比亚”级核潜艇的项目进度。

可怕短板

五代战机竟令驾驶员缺氧

海底的潜艇出事,天上的飞机也出麻烦。美国拥有两款先进的五代机(按西方旧标准为四代)即F-22和F-35,也是第一个将五代机投入实战的国家。但最先进的战机依然会出现可怕的短板。

2010年11月16日,美国空军的一架F-22在阿拉斯加进行飞行训练时坠毁。如此先进的飞机,为何会在自己国家坠毁?初步调查发现,出事时飞行员缺氧昏迷,从而造成事故。那么,问题应该是发生在氧气生产器上。经过进一步调查,直到2017年才确认坠机真相。原来当时F-22的防火系统检测到发动机出现空气泄漏问题,为了防止火灾自动进入安全流程,就把飞行员的氧气供应给掐断了。可怜的飞行员祸不单行,由于启动了安全流程,他身上的保护服也自动膨胀起来,进一步压迫他的胸腔和肺部,使得飞行员更加喘不过气来,完全陷入窒息昏迷,于是飞机自然也就失控坠毁了。更悲惨的是,据设备记录,在坠地前3秒,飞行员居然恢复了意识,然而一切都已经来不及了,只能眼睁睁地看着飞机坠机。

F-22类似的低级错误还有不少。例如2006年,一架F-22的座舱盖居然锁死了。可怜的飞行员被锁在舱内整整五个小时,工程师费劲浑身解数也没法打开舱盖,最后动用终极法宝——用电锯把舱盖锯开,飞行员才得以脱身。

而F-22的低配版F-35更是因为诸多莫名其妙的小毛病导致项目不断延期。在2007年和2013年,F-35战机不止一次出现停飞,原因居然是材料疲劳造成的断裂。另一类事故时燃油的液压故障。最后,F-35配套的最先进头盔竟然因为重量过大,导致在飞机加速时,可能引发飞行员的颈椎断裂,从而被迫推迟装备。

怕鬼来鬼

科幻巨舰倒在滤波器上

美国海军拥有很强的实力,而美国海军的最新代表,则是朱姆沃尔特级DDG-1000驱逐舰。这款2016年服役的新式战舰,号称是驱逐舰,但排水量高达14000吨,超出美军现役的提康德罗加级巡洋舰。其科幻的外形、先进的动力、航电和武器系统,无不展现出尖端实力。而高达数十亿美元的单价,则令美国海军也只能忍痛把28艘的预算缩减到3艘。

然而,这样一艘最先进的战舰,却也频频传出尴尬消息。2016年4月,试航中的DDG-1000一号舰中途瘫痪,最后检查原因出现在电力方面。原来,驱逐舰专门有一个保护设备,用于保护一些敏感度高的精密电力设备。这套设备的重要环节是谐波滤波器,作用在于当全舰的供电出现波动时,通过滤波器滤除掉供电中的非谐波分量,免得这些波动影响灵敏设备。在试航中,谐波滤波器出现了故障。这样一来,军舰内部的数据处理设备,便可能在高负载用电下,遭受杂波的干扰,从而失去数据处理能力。发现这个风险后,控制驱逐舰的人工智能AI为了保护舰船安全,采取了最直接的办法——强制关闭舰船的动力系统。于是,一万四千吨的驱逐舰无法再挪动分毫,只能被拖船拖回。

同样的故事在一年半后再次上演。2017年12月,第二艘DDG-1000驱逐舰从造船厂出发后,也发生供电系统故障,又被困于海上。比较讽刺的是,这次海试本来的目的就是测试舰上采用的先进电推系统,倒也算求仁得仁,怕鬼来鬼了。而在今年7月,本应服役的2号舰又在最终验收测试阶段,两个主涡轮发动机中的其中一个出现了机械故障。为此,美国海军被迫推迟了该军舰的入列时间,更换发动机。据称,该发动机是由英国罗尔斯·罗伊斯公司设计研发并建造,一台造价是2000万美元。对此,美军怒斥罗尔斯·罗伊斯公司拿钱不干事的行为,并希望后续该型军舰的发动机由美国自己建造。但要做这一改变,又需要更多的人力物力。在美军现计划接下来只再造一艘的情况下,是否还要费这个周折,恐怕尚未分明。

粗暴操作

航空母舰被锅炉“抹黑”

俄罗斯海军唯一的航母——库兹涅佐夫号承载着难言的重任。近几年的叙利亚内战中,库兹涅佐夫号开赴前线,为俄军助战叙政府、剿灭极端叛军立下汗马功劳。可是航母冒出的滚滚黑烟,却遭到了西方媒体的无情嘲笑。

今年4月,随着叙利亚战局倾向于政府军,库兹涅佐夫号终于得到机会,进行大修。大修是全方位的,包括动力、雷达系统等多个方面。其中,冒黑烟的燃油锅炉当然也是其中一项。据网上图片显示,当航母的燃油锅炉被“开胸破腹”从航母内部吊出时,被烧得乌黑乌黑的,简直就像一块烤糊的红薯,也难怪海上黑烟滚滚了。

库兹涅佐夫的锅炉之所以这样惨,和当初的设计有一定关系。最早建造时就没有为后续维修留下较好的更换通道。而高压燃油锅炉本身优势在于动力强劲、油品成本低、性价比高,缺点就是维护难度较大。但更重要的是在后天的保养。苏联解体之后,俄罗斯一则长期没钱,也没有足够的轮换舰艇,支撑不起必要的大修。二则俄罗斯士兵粗犷豪放,原本规定燃油锅炉必须使用高标准的淡水,但俄罗斯士兵在这方面并未贯彻执行,甚至还出现过把冷却海水直接灌进锅炉中的粗暴操作。因此,搞得库兹涅佐夫号锅炉惨不忍睹,也就不奇怪了。

一月两次

阻拦索断裂战机投海

同样是库兹涅佐夫航母,除了锅炉冒黑烟,还发生了多次损失飞机的事件。2016年冬,在叙利亚地区反恐的库兹涅佐夫号就接连出事。

首先是11月14日,3架俄军米格29K舰载机按照计划,准备依次在甲板降落,每一架间隔3-4分钟。结果第一架成功着舰,第二架虽然勉强着舰,但在着舰时,拉断了第二道阻拦索。紧跟着,又冲过第三道阻拦索。最后勉强钩住第四道阻拦索停下,避免了一头载入大海的命运。但是这架飞机的横冲乱撞,已经导致了几道阻拦索纠缠在一起。于是,舰上的地勤人员迅速进行维修更换工作。这时原本排序着舰的第三架米格-29战机,只好在空中盘旋等待。最终,来不及等到阻拦索修好,就耗尽燃油坠落大海。12月5日,另一架苏-33又在着舰时拉断阻拦索,坠入海中。一个月内的这两次事故,说明俄罗斯航母阻拦索在保养上出现了不小问题,所幸没造成人员伤亡。

据俄罗斯军方的调查,此类事故主要由两方面原因。11月14日事故中,肇事的第二架米格-29K着陆时候降速不足,在着舰时时速高达280公里,比规定的250公里超出12%,因此导致冲力过大,拉断第二根阻拦索,搅乱第三根阻拦索;另一方面,据称阻拦索使用了来自乌克兰生产的材料,质量也存在问题。

也不奇怪

钢铁加工巨炮炸膛

自从火炮诞生,“炸膛”就是所有炮手们心中的阴霾。炮弹不能射出去伤敌,反而自己炸了,说不定还得伤及战友,真是倒霉透顶。到了21世纪,这个问题依然存在。2017年8月,印度国产155毫米榴弹炮试射连续失败,严重滞后了研制进度,原计划2017年服役也成了水月镜花。

在印度155毫米榴弹炮试射失败之初,他们找了个“背锅侠”,说原因是这门火炮的采购商舞弊。这个说法当然只是找的借口。果不其然,在更换了印度国产零部件之后,仍旧出现炸膛。

其实这并不难理解。因为火炮本身技术虽然已经极为成熟,但由于现代火炮射程远、威力大,其实相当考验基础工业能力,包括材料、化工、制造等多个领域。可以说只有强大的工业国家才能生产先进的火炮。现代炮弹发射瞬间,膛内温度可以达到3000度,是钢铁熔点的两倍,由此产生高压气体,将炮弹推出,最远可射数十公里。同样作为金属的火炮身管,在一瞬间要承受强大的高温和高压。如此一来,现代大口径火炮当然需要高精的制造材料和工艺。比如用的钢材就必须纯度高、无杂质、表面光滑。而炮管内刻有的膛线,在加工方面也不是随随便便的。要在坚硬无比的炮管上加工出精准的膛线,极为考验工业水平。最后,还要提高炮管强度,给炮膛镀上金属涂层。这一整套工艺,任何一个环节出问题都可能引起事故。而印度的军工基础其实一直很薄弱,包括引入英国的坦克生产线之后,由于加工水平低下,竟然导致坦克重量增加3吨之多。那么,以印度国产大炮发射印度产的炮弹,出现炸膛也就不奇怪了。

其实,火炮炸膛并非罕见,韩国的K-9型155自行榴弹炮也在2017年发生过炸膛事故。而是这款火炮,印度也刚买了不少。 杨益

 

 

来源:北京晚报

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