Pilotska paluba nosača klase Ford-teška je preko 7500 tona - teža je od razarača - i nalazi se na najvišoj točki broda. Zamjena legurom od titana smanjuje 40% te težine, snižava težište i može povećati najveću brzinu iznad 40 čvorova.
Kako nosači zrakoplova rastu prema istisnini od 130 000, 150 000, pa čak i 180 000 tona, temeljni inženjerski problem se pojačava:težina pilotske palube i nadgrađa postaje neizvodljiva.
Pilotska paluba Ford-klase nosača pokriva otprilike 19 000 m² s otprilike 5 cm debljine. U HY100 čeliku visoke-čvrstoće, sama ploča je teška7.500 tona- puni-deplasman velikog razarača. Dodajte zrakoplove (~1500 tona), streljivo, gorivo, vozila i opremu za podršku te ukupno opterećenje na prilazima na razini pilotske kabine10.000 tona.
Kritično, ova težina je nanajvišu strukturnu razinucijelog broda - najgore moguće mjesto za stabilnost. To podiže težište, skraćuje period valjanja i degradira plovidbu. Za budući nosač od 180 000 tona izgrađen od istog čelika, sama težina pilotske palube mogla bi premašiti15.000 tona- približava se granicama praktičnog dizajna stabilnosti trupa.
Čelik ne može riješiti ovaj problem.Titan može.
Rješenje od titana: 40% lakši, performanse posvuda bolje
Gustoća legure titana je približno4,5 g/cm³- otprilike57% od čelika (~7,9 g/cm³)- dok snaga i krutost ostaju usporedivi. Zamjenom pilotske palube i gornjeg nadgrađa legurom titana postiže se procijenjeno40% smanjenje strukturne težinepri istoj-nosivosti.
Kaskadne prednosti su transformativne:
Niže težište - bolja stabilnost
Smanjena težina gornje{0}}strukture pomiče težište broda prema dolje. Roll period se poboljšava. Brod postaje stabilniji na teškom moru - pružajući astabilnija platforma za lansiranje i oporavak zrakoplovau svim vremenskim uvjetima.
Plići gaz - veća brzina
Pri istom obujmu deplasmana, manja konstrukcijska težina znači plići stvarni gaz, što smanjuje otpor trupa. U kombinaciji s pogonskom snagom koja je ekvivalentna reaktorima Ford-klase, budući nosač s titanskom palubom od 180 000{4}}tona mogao bi postići brzinepreko 40 čvorova- dovoljno brzo da pobjegne bilo koji trenutni vođeni torpedo i dramatično poboljšava preživljavanje u borbi.
Proračun oslobođene težine - veća fleksibilnost dizajna
Težina spremljena na palubi dostupna je zadodatni radarski sustavi, oprema za elektroničko ratovanje, elektromagnetski katapulti ili skladišta zrakoplovnog goriva- izravno povećava borbenu sposobnost bez povećanja istisnine.
Zašto titan nije korišten prije - i što se promijenilo
Ako je titan toliko koristan, zašto ga nijedan prijevoznik nikada nije upotrijebio za pilotsku palubu? Tri povijesne prepreke:
| Barijera | Status |
|---|---|
| trošak | Titan je bio daleko skuplji od HY100 čelika. Globalni proizvodni kapacitet titana od tada se znatno povećao,značajno smanjujući jaz u troškovima |
| Široko{0}}valjanje ploča i zavarivanje | Za pilotske palube potrebna je titanska ploča širine 5-metara-. Titan je osjetljiv na toplinsku obradu - ujednačenost, kontrola zaostalog naprezanja i kvaliteta zavara u pločama velikog formata bili su povijesno nepouzdani.Ovi procesni izazovi sustavno su rješavani tijekom 20+ godina razvoja |
| Dugotrajna -korozija u morskom okruženju | Zabrinutost oko trajnosti-solnog spreja i galvanske korozije na različitim-metalnim spojevima.Novi površinski tretmani i pristupi dizajnu protiv-korozije sada pružaju radni vijek ekvivalentan HY100 čeliku |
Konvergencija metalurškog napretka, mogućnosti-proizvodnje ploča velikog formata i provjerene kontrole procesa zavarivanja znači da su pilotske palube od titana sada tehnički izvedive u proizvodnom opsegu.
Plan provedbe
Prema trenutnom inženjerskom planiranju, sljedeća-generacija velikih zrakoplovnih platformi usvojit će materijale za nadgradnju od titana u fazama:
| Platforma | Primjena titana |
|---|---|
| Skoro{0}} | Ograničena ispitivanja na bočnim zidovima hangara i ne-kritičnim područjima palube - operativni podaci o izgradnji i iskustvo u proizvodnji |
| Plovilo s velikom-palubom sljedeće-generacije | Puno-usvajanje titanapreko cijele gornje konstrukcije - pilotske palube, otočne potporne strukture i jezgre-nosivih elemenata |
Ovo bi biloprvi nosač zrakoplova na svijetu koji je čelik HY100 zamijenio legurom titanakao primarni materijal pilotske palube - prijelaz s "čelične tvrđave" na "nebesku platformu od titana."
Što to znači za industriju titana
Jedna velika pilotska paluba nosača zrakoplova predstavlja ogroman volumen ploče od titana - potencijalnotisuće tonaširokog-formata, visokog-integriteta, pomorskog-materijala. Ovo nije inkrementalna potražnja. To je korak-promjene u vojnoj potrošnji titana.
| Zahtjev | Materijalna potreba |
|---|---|
| Ploča letačke palube | Širok-format (5m+), debela-titanska ploča - visoka homogenost, nisko zaostalo naprezanje |
| Paneli nadgradnje | Titanska ploča različitih debljina - oblikovana i zavarena u složene geometrije |
| Strukturni čvorovi i okviri | Titanijski otkovci velikog-formata - visokog integriteta, NDT-provjereno |
| Dodatni materijal za zavarivanje | Titanska žica i dodatni metal - usklađene kemije za-spojeve bez oštećenja |
| Spojni elementi i hardver | Šipka i žica od titana - strojno obrađeni prema vojnim specifikacijama |
Proizvodne mogućnosti koje zahtijevaju - široko-valjanje ploča, zavarivanje debelih-presjeka, kovanje velikog-formata, sveobuhvatni NDT - predstavljaju najvišu razinu tehnologije obrade titana.
Za ponijeti
Pilotna paluba nosača zrakoplova strukturno je najzahtjevnija mornarička platforma koja postoji - tisuće tona materijala, na najvišoj točki broda, izložena opetovanim udarima zrakoplova, eksploziji mlaza, trzaju oružja i desetljećima izloženosti slanoj vodi.
Zamjena čelika titanom za ovu primjenu nije inkrementalna nadogradnja. To je atemeljni redizajn onoga što ratni brod može biti- lakši, brži, stabilniji i sposobniji. Smanjenje težine od 40% ne štedi samo masu. Transformira gravitacijsko središte broda, brzinu, plovidbu i raspoloživi teret.
Tehničke prepreke koje su desetljećima sprječavale pilotske palube od titana sada su prevladane. Znanost o materijalima je dokazana. Mogućnosti proizvodnje postoje. Jedina preostala varijabla je brzina izvršenja.
Od kineske Doline titana do sljedeće generacije pomorskih platformi - započela je materijalna revolucija.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd. Kineska dolina titana - Vaš pouzdani partner za titan.