为什么052D的舰体蒙皮看上去非常斑驳,而055就是光滑的?

我国海军052D导弹驱逐舰的舰体蒙皮,在一定角度看上去非常斑驳,这是一种正常的现象,所有海军舰艇都存在或多或少的蒙皮凸凹不平的现象,并不是质量原因。

这是中国海军第一代战略导弹核潜艇092型艇的局部照片。潜艇壳体的外部凸凹不平,就像是一张被揉皱了的纸张。于是有网友提出,为何092核潜艇的艇体表面凸凹不平,侧面在阳光照耀之下,犹如传说中的“橘子皮”?

图片里我国海军的第一代092型战略核潜艇的艇体外表,是一种典型的“橘皮现象”。这种舰艇钢板出现的网格状凸凹不平的现象,在造舰术语上叫做“橘皮现象”,是船体钢板在焊接和使用时接收各种复杂应力以后,形成的皱褶。这是舰艇在建造和使用过程中的正常现象,并不是舰艇本身有什么质量问题。

军舰或潜艇出现明显的橘皮画面,还跟光照的角度有关系,一般是在阳光直射或侧光拍照的条件下最明显。所有舰艇都存在橘皮现象,只是有些舰艇在光照和拍摄角度合适的时候显得橘皮很轻微,有的显得很严重。

而且,潜艇的“橘皮现象”要比军舰更严重。例如092型核潜艇采用了双壳体,其表面的壳体是非耐压的,只是一层薄薄的钢板。潜艇在进行长时间的水下巡航以后,在强大的水压作用下,必然会产生一些艇体表面凸凹不平的现象。由于水下潜航的压力很大,每艘潜艇刚下水的时候,都是表面光滑的,就像是20岁的小伙子,到了频繁潜航和临近退役的时候,橘皮现象越来越严重,就像老头子的皮肤。

图片:即使是核潜艇技术天下第一的美国海军潜艇部队,很多的核潜艇的艇体表面也存在严重的橘皮现象,有着大面积的凸凹不平,上图就是例证。

图片:军舰的舰体外表面的橘皮现象,不仅中国的军舰有,美欧等西方先进国家的海军军舰也常见橘皮现象,而且有的橘皮还更加严重,上图是美国最先进最梦幻的DDG1000隐身导弹驱逐舰,其舰体的外表照样有橘皮现象。

图片:如果仔细观察会发现,全世界军舰都一样,在强烈阳光的侧光照耀下,有些军舰的舰体橘皮甚至惨不忍睹,例如上图这艘美军的两栖攻击舰。

现代军舰在进行设计时,在保证舰体强度的前提下,应该尽量地降低舰体的总体重量,这就应该更多地采用高强度合金薄钢板。相对民用货轮来说,军舰的钢板厚度要薄得多。这是因为二战以后的水面舰体都已经不配备装甲,原因是在早期反舰导弹威力巨大的聚能战斗部目前,任何装甲都像纸一样薄弱。现代舰体不依靠厚实的外壳装甲来保护,主要依赖合理的结构设计和多层次水密舱来提高抗沉性能。

图片:这是印度国产的什瓦里克级隐身护卫舰“萨亚德里”号,在侧光拍照时的橘皮现象,舰身也都坑坑洼洼的。

所以,现代军舰的舰艇都是薄皮大馅的,舰体的钢板都非常薄,多采用20毫米左右厚度的高强度合金薄钢板作为舰壳。在建造军舰过程中,焊接的薄钢板由于焊接线的加热和冷却,舰艇钢板表面必然发生变形。钢板下面是纵横骨架,在发生一定钢板变形时,就会显现出纵横骨架的轮廓,舰体表面就会发生少量的网格状凹陷,这就形成了橘皮现象。

所以,舰艇的橘皮现象并不影响海军的使用,也不舰体的强度,只是有一点点不美观。除此之外,各国船厂也很重视橘皮现象,在建造过程中要尽量消除凸凹不平,橘皮的处理也代表着造舰工艺的水平。但舰艇交付时候以后产生的橘皮就没法控制了。为了消除橘皮,外军有个最简单粗暴的“有效”方法:刷厚漆! 一层不行,就两层,最多三层!

这个所谓的舰体表面不光滑,并不是舰艇有缺陷。而是一种非常普遍的老化现象。只要是“框架+较薄蒙皮”的结构都有这个问题。甚至飞机上也有。

经过长时间的使用后,蒙皮发生应力形变,框架的间隙逐渐松弛并出现大面积的凹痕。也被称为“瘦马现象”,和扬州瘦马没关系。一般这种情况在小船上比较多,因为小船的蒙皮比较薄,而几万吨的大型船舶的蒙皮较厚,蒙皮厚,则有更强的刚性,不那么容易应力变形。

国内的052驱逐舰大多建造比较早一点,用了一段时间以后舰体上层建筑外表面蒙皮应力释放后,便有了凹凸不平的感觉。而055下水没多久,以后也许蒙皮也会这样。

“瘦马现象”对军舰的实际使用没有什么太大的影响。至少以前没有,现在的军舰开始提倡隐身化,对蒙皮的质量要求也就越来越高了。不过由于西方造船业如今比较落后一点,这个问题最先解决的反而是中日韩三国。

主要是因为,要解决“瘦马现象”,着眼点主要是在焊接这一步。而现在各国的民船大多产自中日韩,欧美的船厂基本都靠军队订单过活,日子并不好过,给不起高工资,高水平的焊工大量流失。要知道即使在今天,最基本的焊接工作都是主要由人来完成,比如辽宁舰的甲板就是焊工给焊的。欧美船厂日子不好过,留不住高水平的焊工,所以这个问题也一直没有解决。

顺带,“瘦马现象”非常广泛,从舰船,到飞机,到火箭都有,但是总体讲是无伤大雅的。不过隐身飞机要求蒙皮光滑不能有瘦马现象,所以歼-20的蒙皮你看上去就特别好看。

因为你离着055不够近,而且055建成的时间也不够长,暂时没有明显的显现。这种焊接结构表面不平整的现象叫“瘦马现象”,是一种非常常见的焊接缺陷,广泛存在于民用船舶、军舰甚至是部分采用焊接工艺飞机火箭零部件上。理论上无法做到100%的消除,只是根据部位重要性处理的程度不同而已。


所谓瘦马现象是这样的,在蒙皮在与肋骨焊接时,板材会出现一面温度高另一面温度低的情况,而且两面温差会很大,高温面甚至会达到材料的熔点。但这回导致一个问题:温度高的一面会产生较大的塑性变形,而温度低的一面变形量就较小。到了冷却阶段,板材因为两面受热不均变成量不同会出现收缩不均匀的情况,高温面收缩大,另一面收缩小,产生一定的角变形。另外,肋骨或加强架之间的焊材在冷却时也会将板材向收缩的方向拉。最终表现出来就是整个蒙皮表面将肋骨或加强架凸显出来,形成凹凸不平的表面。这就叫瘦马现场。

最终实际变成程度和很多因素有关,包括大小与热输入量、板厚、焊脚尺寸等等。其中板厚的影响是这样的,板厚越薄刚性越小,变形程度越大。由于自重对速度和机动性的影响都很大,在保证舰体或机体强度的前提下尽量减薄蒙皮厚度,采用薄甚至超薄的特种合金钢或高强度铝合金。这些薄板材焊接变形严重,时刚好使表面凹凸不平的现象加深。这点是世界上任何国家都无法完全克服的问题。比如下图的几个例子,除了052C/D之外,美国的DDG-1000“朱姆沃尔特”也是有这个现象。

瘦马现象可以采用火焰、感应加热,打磨,压力等方式进行一定程度的矫正,但做不到100%完全消除,即便进行了矫正随着时间的推移还是会有部分显现。当然,由于瘦马现象对军舰不同部位影响不同,比如水线下瘦马现象越严重对航行阻力的影响越大,所以水线下舰体模块拼装前必须不准有肉眼可见的凹凸。但舰体上部和上层建筑不同,他们凹凸对航行没有什么影响,所以没有必要矫正那么严格,在不影响功能的情况下只是外表不好看而已。

052D作为中国海军极为重要的武器之一,无论是造型还是实力都非常强悍,但有一点却让人非常怀疑,那就是作为造价不菲的战舰,为何舰体蒙皮会给人感觉非常苍老的感觉,甚至还带有一丝斑驳。其实这种外壳像“橘子皮”一样的东西,是战舰钢板在焊接的过程中接收各种复杂应力所导致的正常现象,而这种钢板出现网格一般凹凸不平的现象,被人称为“橘皮现象”,这也解释了为何052D从表面上看为何如此斑驳的原因了。

其实不仅是052D出现过这种现象,中国第一代核潜艇092的外部也是如此,甚至比052D还要更像橘子皮。除了钢板本身在焊接时出现的应力以外,出现这种橘皮现象的主要原因,其实与阳光照射的角度也有很大关系,如果是烈日直射的话,那么橘皮现象可能会更加明显,而且最重要的是任何战舰都有橘皮现象,只不过就是看谁的更多一点而已。

在目前的海军武器中,虽然战舰橘皮会给人留下很深的印象,但从实际角度来看的话,其实潜艇的橘皮现象要远远高于战舰,由于作战角度的问题,潜艇的表面钢板基本上都比较薄,这也导致潜艇表面的钢板并不是十分耐压,所以在服役时间久了之后,钢板受到水压的影响,就会出现“橘皮现象”,有趣的是,潜艇在刚刚服役的时候,还是非常光滑的,而随着下水时间的增加,潜艇就像人类成长一样,皮肤也会出现褶皱。

值得注意的是,作为军事科技世界第一的美国,目前也没有能力彻底解决战舰橘皮的现象,甚至美国潜艇目前仍然在服役多年之后还在出现橘皮现象。其实如果仔细观察的话,就不难发现,全世界的战舰外观其实都都差不多出现过橘皮现象,这也表明目前还是没有能够避免的好办法。

从现代造船技术的层面来看的话,其实军舰对于钢板的要求要高于民用船只,所以很多军舰的钢板要比民用船只薄的多,其中很大原因就在于目前的战舰已经不再需要厚重的装甲钢板来作为防护,为了能够增加足够强大的机动性,战舰就开始的轻薄化发展。

现代战争中,战舰在设计上已经脱离了厚重的装甲型,之所以这么设计还是因为装甲的防御力已经无法抵御现代导弹的穿透力,所以战舰在设计时要更加注重抗沉性以及水密性,所以对于钢板的需求也会逐渐增高,虽然钢板看上去薄了很多,像是皮包大馅的包子,但这种强大的机动性也让战舰能够提升躲避性。但缺点也十分明显,就是钢板多余轻薄就会出现网格状的凹陷,毕竟轻薄的钢板在焊接时容易出现变形。

有人说中国海军的055大驱已经摆脱了“橘皮现象”,其实055大驱是在涂料上下了很大的功夫,所以让舰体表面看不到这种褶皱,但如果近距离看的话,可能还是会看到一些的,再加上中国战舰露面的机会也比较少,看到它时可能阳光并不充裕,所以才会给人造成这种视觉错误。或者055在钢板的焊接上进行了不一样的工艺,再加上涂料上也增加了某种特质,才会出现这种情况。

虽然这些只是猜测,不过这种进步已经非常明显了,毕竟美国战舰目前都没有办法彻底摆脱舰体褶皱问题,而中国战舰则可以给人留下这么深刻的印象,还是很强大的。

2021-11-05

2021-11-05