小石頭，大神通

馬娟娟

上一期，我們講到法國“戴高樂”號航母和英國航母的螺旋槳都發(fā)生過斷裂的情況。那么，航母的螺旋槳為什么會斷裂呢？人們是如何對螺旋槳進(jìn)行改良的？小石頭在其中又發(fā)揮了什么重要作用呢？

特殊的合作

要制造出合格的螺旋槳，首先要解決材料問題。看似溫柔的海水，其含鹽量高，腐蝕性很強(qiáng)。此外，海洋微生物、附著生物等也會加速螺旋槳的腐蝕。

防腐是艦艇制造中必須攻克的技術(shù)難關(guān)。什么材料能勝任航母螺旋槳耐腐蝕且強(qiáng)度高這個重任呢？這就要隆重請出石頭家族的重要成員——自然銅！

自然銅是一種自然產(chǎn)出、非人工冶煉提取的純金屬礦物，銅含量高達(dá)99.9%以上，但在自然界中儲量較少。當(dāng)前，我國選冶銅礦物原料主要是黃銅礦、斑銅礦、孔雀石、藍(lán)銅礦等。

我國開采、利用銅的歷史悠久，但銅儲量并不豐富。因此，科技人員嘔心瀝血，研究如何更好地將銅再生利用。

因?yàn)樽匀汇~有很好的延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和耐腐蝕性，所以被廣泛地應(yīng)用于制造武器、電纜、船舶和民用器具等。但是，用自然銅制造出的螺旋槳不耐磨。為了幫助銅完成好制造航母螺旋槳這個重任，石頭家族團(tuán)結(jié)一心，互相幫助，把合作的最大優(yōu)勢發(fā)揮出來。

比如，銅加鋅就組成了新的合金——黃銅，既防腐又耐磨，成為很多船只螺旋槳的首選材料。然而，二戰(zhàn)改變了黃銅螺旋槳的地位。二戰(zhàn)期間，英、美之間的大西洋運(yùn)輸線被德國U 型潛艇嚴(yán)重襲擾，損失慘重！為了在港口和近海對付德國潛艇，英國人大量制造“暴脾氣、小塊頭”的魚雷艇，可以攜帶德國U 型潛艇的克星——魚雷，并且為了提高魚雷艇的速度，英國人在魚雷艇上安裝了大功率飛機(jī)發(fā)動機(jī)。然而，由于魚雷艇的螺旋槳轉(zhuǎn)速過快，空泡腐蝕非常嚴(yán)重。在當(dāng)時，黃銅螺旋槳連100 海里（相當(dāng)于185.2 千米）都跑不到，就被空泡腐蝕得直接斷裂了。

二戰(zhàn)后，隨著航母的噸位越來越大，以及對速度的要求越來越高，黃銅制作的螺旋槳也暴露出了其他問題。比如，由于螺旋槳的速度不斷提高，導(dǎo)致摩擦力增大，黃銅出現(xiàn)脫鋅情況。一旦脫鋅，腐蝕也會加劇，強(qiáng)度減弱?？磥?，黃銅也不是最佳選擇。

于是，鎳、鋁等又加入了螺旋槳材料的改良中，人們發(fā)明了鋁鎳青銅。利用這種新的合金制造的螺旋槳不僅在耐腐蝕性和抗壓強(qiáng)度上有了很大的提高，而且還可以降低噪聲?，F(xiàn)在，國際大型輪船和航母都普遍采用特種銅質(zhì)合金鋼。

特殊的工藝

除了材料，航母螺旋槳的制造工藝要求也非常高，要求巨大的槳葉不能有空泡，其次要求槳葉表面非常光滑，甚至要達(dá)到微米等級，像玻璃一般平滑。為了實(shí)現(xiàn)劃水的功能，槳葉還要具有非常嚴(yán)格的彎曲程度。在使用過程中，航母的螺旋槳不允許發(fā)生任何形變，因?yàn)樾巫儠绊懞侥杠壍赖木珳?zhǔn)度，對艦載機(jī)的起降有很大干擾。此外，螺旋槳形變也會增加噪聲。

這些復(fù)雜的制造工藝同樣也需要優(yōu)良的材料來支撐。因此，各國航母螺旋槳合金材質(zhì)的配方都異常嚴(yán)格。這個配方可是重要機(jī)密呢！

通過螺旋槳，我們看到了其使用材料的發(fā)展過程，也看到了國防科技的發(fā)展歷史。如果你能親眼看到人民海軍大名鼎鼎的雙航母——威風(fēng)凜凜的遼寧艦和中國第一艘自主研發(fā)的山東艦，就能體會到航母的螺旋槳有多壯觀了。