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美軍在建造福特號航母過程中採用模擬測試技術

發佈時間:2011年08月12日 13:55 | 進入復興論壇 | 來源:新民晚報


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福特號航母工程鍛件

  在弗 吉尼亞州紐波特紐斯造船廠,露天停放著將用來建造美海軍最新型航母“福特”號的大批零件:艙壁、管道、船體……亂糟糟的一大堆。但諾格公司的工作人員知道每一部分的準確存放位置,以及將來把它們連接起來時的準確順序。最近,美國《大眾機械》雜誌記者揭開了“福特”號的部分神秘面紗。

  “餐廳也要模擬測試”

  美國工程師上一次設計航母還是在上世紀60年代,那時他們先是用墨水畫出設計圖並造出一艘全尺寸木質模型來驗證設計,之後船廠工人再考慮如何拼湊出完整艦船。但21世紀的設計則是另一番景象,工程師們只需戴上特製眼鏡,就能自如行走在航母模型之中。

  位於不同城市的工程師們在自己的辦公室裏不斷 完善設計方案。在船廠一個不起眼的建築裏,墻壁被刷成了全黑,房間中央有一個2.4米高的屏幕。“福特”號航母建造總監山姆弗裏蘭戴上一副笨重的眼鏡後 便能清晰觀察“福特”號的三維藍圖。泵、管道、螺栓……每個元素都清晰可見,工程師們給每個數字零件都編了號,還標明了供應商是誰。

  任何有權限進入計算機輔助設計系統的人都可以 從未來船員的角度觀察艙室,這樣能檢驗管道和艙內設計是否妨礙船員看壓力錶、警報信號或同伴的手勢。需要改變設計的話,只要“伸手”抓住相關部件,將它 “扭”成合適的形狀,塞入合適位置即可。經過確認,新的數據會自動輸入設計系統,而4公里外的加工廠會按照新的參數製造出精確的金屬零件。

  事實上,“福特”號的一切都要經過模擬測試,就連餐廳都不例外。工程經理大衛洛基介紹説:“這樣我們可以測算出,船員從吃飯到返回工作崗位具體需要多長時間。”

  當然,無論虛擬航母多麼逼真,“福特”號終究要走向現實。在加工廠的巨大空間裏充斥著機器的轟鳴、焊接時産生的火花以及大量金屬,來自計算機輔助設計系統的數據正引導切割機的等離子氣體射流將圖紙變成金屬零件。

  在工廠外的地面上,放著兩個200噸的船體部件,船廠共需162塊這樣的部件才能構建整個船體。而能將這些巨大構件組合起來的只有一種機器:23層樓高的超級 起重機。它有3個挂鉤,每個都能吊起300多噸的物體。但即便是這臺具有900噸吊貨能力的“大力士”,用來建造“福特”號仍嫌不夠。因此,諾格公司將 起重機的吊貨能力升級到1050噸。

  蒸汽到電力的革命

  “福特”號建成後,它的外觀與現在的航母差不多。然而,它的內部將有革命性變化,其中最顯著的就是,它將大大減少對蒸汽的依賴。

  現在尼米茲級航母上所進行的一切活動,包括加 熱艙室、晾幹衣服、推進船舶、製造飲用水、彈射戰機等,都要靠核反應堆産生的蒸汽動力來完成。但在“福特”號上,這些系統都將實現電氣化。最顯著的應用是 在飛行甲板上的4台電磁彈射器。現有航母需要許多人運送糧食、衣物、零件和彈藥。而在“福特”號上,電力叉車將是搬運補給品的主力。項目經理稱,“福特” 號所需人力將比現有航母減少700人。

  另外,如何更好地保護船員是航母設計的另一個 重點。設計師們正竭盡全力,確保航母能經受打擊。2005年,美軍利用小鷹級航母“美國”號進行了抗轟炸試驗,在其身上安裝了數百套傳感器和攝像機,分析 航母在遭受各類型攻擊時的穩定性。在經歷了25天的爆破試驗後,“美國”號永眠海底,而其測試結果則被納入“福特”號的設計之中。

  毫無疑問,福特級航母憑藉其高額訂單成為諾格公司的一塊“大蛋糕”。然而,一些防務專家認為,既然美國當前最大的敵人是恐怖分子和海盜,為什麼還要建造這種排水量10萬噸的怪物?還有人質疑:到2060年,我們是否還在使用有人駕駛的戰鬥機呢?

責任編輯:丁曉宇

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