图解航母的建造（3）：航母的装配与下水

航母的装配

 

装配就是将加工合格的船体零件组合成部件、分段、总段，直至船体的工艺过程。

 

分段划分的原则是：

 

（1）分段重量和尺寸的选择。首先分段的总重量（包括分段舾装重量和临时加强重量）不超过船厂的起重运输能力（船台船坞起重能力、装焊场地起重能力、分段翻身和转运能力）；其次防止分段的尺寸太大导致的结构刚性不足（主要是指平面分段、曲面分段、半立体分段）。

（2）生产负荷的均衡性。要使分段容积、形状等方面近似，以达到各加工和装配层次中均衡地分配作业；例如采用岛式建造法时，上建分段要与主船体分段长度一致，以便开展舾装作业。

（3）结构强度的合理性。分段的对接缝位置不应设在应力集中区域。分段要有足够的刚性和稳定的形状，从而尽量减少临时支撑和加强，使其不至于因为焊接、火工矫正和翻身吊运产生较大的变形。

 

一般船体的装配流程图，航母虽然复杂很多，但基本流程一样。

 

（4）施工工艺的合理性。要尽可能考虑舾装和涂装作业的需要；扩大分段焊接机械化、自动化的范围，使困难的焊接转成容易的焊接；分段接缝要布置合理。

（5）降低材料消耗。分段划分时要充分利用钢材，以钢板规格作为依据。合理选择胎架形式，减少临时支撑和加强布置，减小辅助材料消耗。船体分段划分的最终成果是分段划分图。

 

航母的船体装配

 

分为船体结构预装焊和船台装焊，其中船体结构预装焊又分为部件装焊、分段装焊和总组装装焊三道工序。船体结构预装焊所使用的主要设备有起重、电焊、气割和压缩空气设备，以及管道、平台和胎架。其中胎架是制造船体曲面分段和曲形立体分段的形状胎模和工作台，它应具有足够的结构刚性和强度，主要作用是支承分段，保证分段曲面形状和控制其装焊变形。胎架分专用胎架和通用胎架，航母分段的建造广泛使用专用胎架和通用胎架的套管支柱式胎架。

 

“伊丽莎白”号的船尾（04号底座）重11300吨，搬运工作耗时3小时，动用了450个遥控搬运器。

 

专用胎架是专用某种分段使用的，比如航母的底部、舷侧、甲板分段和首、尾柱分段。从一块钢板到可以称为分段的时候，大概需要两至三个月，三个月后分段数量开始增加，在“室内船台”分段流水线上加工好的航母分段越来越多。由于航母的坞期较长，所以在航母入坞前，分段一定要有足够多的数量，这样才能减少在坞时间。分段是否能按时生产，对整个施工计划的安排有决定性的作用。所以航母坞期期间，其余民船应该是停止了分段建造或在其他地方建造。

 

各国航母（两栖攻击舰）的建造方式

 

船舶的建造方式一般分为六种：（a）总段建造法。把总段作为船体总装单元的建造方法。由于总段较大、刚性好，并有较完整的空间，可以减小船台工作量和焊接变形，同时总段的预舾装程度较高，并可提前进行密性试验，不过对船厂的起重运输能力要求较高。首先将船的基准总段（一般为船体中部或靠近中部的总段）运输到船台（船坞）固定，然后依次吊装前后的相邻总段，当两个总段的对接缝结束后，即可进行该处的舾装工作。

（b）塔式建造法。建造时以中部偏后的某一底部分段为基准分段（对于中机型船舶，也可取机舱分段），由此向前、向后扩展，自下而上，依次吊装分段。在建造过程中所形成的已安装区始终保持下宽上窄的宝塔形状，故称塔式建造法。塔式建造法安装方法简便，有利于扩大施工面和缩短船台周期。但焊接变形不容易控制，完工后首尾上翘较大，可以通过加放反变形来缓解。

 

苏联航母一般使用船台建造，下滑入水的方式。

 

（c）两段建造法。也称为两段建造水上合拢法或坞内合拢法。它是将船体分为两段，在船台或者船坞内分别建成，在水下或坞内（也可以是浮船坞、大型驳船）合拢成整个船体的建造方法。该方法可利用小的船台建造更大的船，当两段分别作业时，可缩短船台周期，但在水上合拢需要建造庞大的隔水装置。

此外还有串联建造法、水平建造法和岛式建造法，一般用于民船建造，这里就不一一阐述了。

 

美苏航母建造的船台（坞）和下水方式对比

 

美苏（当时）建造航母关键的差别在于美国是船坞造船法，而前苏联是船台造船法。前者相当于海边或者河边，使用钢筋混凝土加固，来挖一个大坑，把水抽干关上闸门，就可以造船，建造完毕再把水放进来将船移出。而船台造船法则是在海边建一个斜坡，船建完了，顺着轨道就可以滑入海中。1934年英国建造3.7万吨的“玛丽女王”号豪华邮轮船台下水后，出现了船体板架变形的重大问题，美英等国普遍认为船台造船法已经不适用于建造超大吨位舰艇。因此美国10万吨的核动力航母都选择船坞造船。但苏联由于历史和地理上的原因，继续挖掘船台造船技术。为了建造58900吨的“库兹涅佐夫”舰，苏联特别改造了下水滑道和水下支架和船头加固装置来保证下水安全。