不用玻璃钢船因强度、耐高温等性能不足,难以满足作战
军舰为何不采用玻璃钢船体
材料特性对比
| 特性 | 玻璃钢 | 钢材(军舰常用材料) |
|---|---|---|
| 强度 | 较高,但各向异性明显,抗冲击性能相对较弱 | 极高,且各向同性,抗冲击能力强 |
| 重量 | 轻 | 较重 |
| 耐腐蚀性 | 优异,能抵抗海水腐蚀 | 易受海水腐蚀,需采取防腐措施 |
| 可修复性 | 较差,损坏后修复难度大 | 较好,可通过焊接等方式修复 |
| 成本 | 初始成本低,但长期维护成本可能较高 | 初始成本高,但长期使用综合成本相对稳定 |
| 加工难度 | 相对较低,适合复杂形状制造 | 较高,但工艺成熟,适合大规模生产 |
| 耐高温性 | 一般,不耐高温,易变形 | 较好,能承受较高温度 |
(一)强度与结构完整性
军舰在复杂的海洋环境中面临着各种极端条件,如狂风巨浪、碰撞等,钢材具有极高的强度和良好的韧性,能够承受巨大的外力冲击而不易损坏,保证军舰在恶劣环境下的结构完整性,相比之下,玻璃钢虽然强度也较高,但它的各向异性较为明显,在不同方向上的强度差异较大,而且在遭受强大冲击力时,容易出现分层、破裂等损伤,难以满足军舰对结构强度和抗冲击性的严苛要求。
(二)防火性能
在军舰上,火灾是一种极其危险的情况,可能由多种因素引发,如武器发射、燃油泄漏、电气故障等,钢材具有良好的防火性能,能够在一定程度上阻止火势的蔓延,为船员争取宝贵的逃生和灭火时间,而玻璃钢的可燃性相对较高,一旦发生火灾,火势容易迅速蔓延,释放出大量有毒烟雾,这对军舰上人员的生命安全构成了严重威胁。

(三)电磁兼容性
现代军舰配备了大量的电子设备和通信系统,这些设备对电磁环境的要求很高,钢材的电磁屏蔽性能较好,能够有效减少外界电磁干扰对舰上电子设备的影响,同时也能防止舰上设备产生的电磁辐射向外泄漏,保证电子设备的正常运行和信息安全,玻璃钢的电磁兼容性相对较差,可能会对舰上的电子系统产生干扰,影响其性能和可靠性。
战略与战术需求
(一)作战任务适应性
军舰需要执行多种作战任务,包括防空、反潜、对海攻击、两栖作战等,在不同的任务场景下,军舰需要具备相应的功能和性能,在防空作战中,军舰需要配备大型的防空雷达和导弹系统,这就要求舰体有足够的空间和承载能力来安装这些设备,钢材的高强度和良好的结构稳定性能够满足这一要求,而玻璃钢在这方面可能会受到限制。
(二)维修与补给
在长期的海上部署中,军舰难免会出现各种损坏和故障,需要及时进行维修和补给,钢材的维修技术相对成熟,可以通过焊接、铆接等方式进行修复,而且所需的维修设备和材料比较容易获取,钢材在世界各地的港口都能够得到广泛的维修支持,这对于军舰的全球部署和作战具有重要意义,相比之下,玻璃钢的维修难度较大,需要专业的技术和设备,而且在一些偏远地区可能难以找到合适的维修资源。
成本与效益综合考虑
(一)建造成本
虽然玻璃钢的原材料成本相对较低,但由于其在军舰制造中的应用还处于探索阶段,相关的制造工艺和设备不够成熟,导致其建造成本并不低,考虑到军舰的长寿命和使用要求,采用玻璃钢可能会在后期带来更高的维护和更换成本,相比之下,钢材的制造工艺已经非常成熟,能够实现大规模的工业化生产,从而降低建造成本。

(二)全寿命周期成本
从全寿命周期的角度来看,军舰需要在几十年的时间里保持高性能和可靠性,钢材在这方面具有明显的优势,其耐久性好,经过适当的维护和保养,可以使用很长时间,而玻璃钢的老化问题可能会在长期使用过程中逐渐显现,如性能下降、开裂等,这会增加后期的维护成本和风险,综合考虑全寿命周期成本,钢材仍然是军舰制造的更优选择。
相关问题与解答
(一)问题:玻璃钢在其他船舶领域应用广泛,为什么在军舰上就不能尝试更多应用呢?
解答:玻璃钢在其他船舶领域确实有广泛应用,如民用游艇、渔船等,这是因为这些船舶的使用环境和要求与军舰有很大不同,军舰需要执行高度复杂和危险的军事任务,对性能、可靠性、安全性等方面的要求极高,虽然玻璃钢在某些方面具有一定的优势,但目前在技术上还无法完全满足军舰的特殊需求,随着材料的不断发展和技术的进步,未来可能会在一些非关键部位或特定类型的军舰上看到玻璃钢的应用,但这需要经过严格的测试和验证。
(二)问题:有没有可能在未来的军舰设计中,采用玻璃钢与其他材料混合的结构来发挥各自优势呢?
解答:这是一个很有前瞻性的想法,在一些船舶设计中已经开始尝试采用复合材料混合结构来综合利用不同材料的优点,对于军舰来说,未来也有可能采用玻璃钢与其他材料混合的结构,但这面临着许多技术挑战,如何确保不同材料之间的良好结合和协同工作,如何解决玻璃钢与金属材料之间的电化学腐蚀问题等,还需要进行大量的实验和研究,以验证这种混合结构的性能和可靠性。

