最近国外商业卫星拍摄图片显示了19号舰建造进度，舰体中段模块已经组装完毕，已经开始安装吊舱甲板和飞行甲板组装的模块；另外大家比较关心的尾部模块，在堆料场没有安装，那么在舰体大合拢完成后，水线长度应该在325米，甚至可以达到330米以上，最大排水量12万吨还是没有问题的；
从建造工艺来说，改进是塔式造船法，实现从上往上生长，到了飞行甲板部分，从中间开始往舰艏尾部生长，与闽舰18的巨型总段不一样，但这种模式会产生两头翘的问题；
十二万吨级超级航母，在船坞里采用塔式建造法施工的时候，最头疼的结构难题，就是船体艏部和艉部容易出现双向向上翘曲的问题。很多人不理解，为什么巨型航母这么厚重的船体，还会出现两头翘？其实这个问题，是塔式建造的工艺特点，和巨型船体的力学特性叠加在一起造成的现象。
先说清楚原理，航母塔式建造，是以船体中后段的机舱分段作为整个船的基准，从下往上、从中间向船头船尾两头，一步步吊装、一层层合拢。
整个建造过程里，船体中段不断叠加结构重量、产生大量焊接热量，整体刚性会越来越强。
但反过来，船头和船尾的分段，结构更轻薄、内部空舱多、整体刚性弱，而且长期处于悬空大跨度的状态。大量焊接产生的纵向收缩应力、船体自重带来的弯曲应力、再加上船坞地基沉降和温差带来的形变应力，全部集中释放之后，就会让船头船尾慢慢脱离设计线型，出现向上拱、向上翘的问题。
再加上航母用的是大厚度特种钢材，全船超长焊缝密密麻麻，船体不同位置的结构刚性差距非常大，一旦翘曲变形成型，靠后期简单矫正根本修不回来。所以现在十二万吨级航母的建造，不会靠事后补救，而是用全流程主动控制工艺，避免两头翘的问题。
在建船的胎架阶段，提前做反向预变形设计，从根源抵消后期变形。普通民船的船坞胎架是完全水平的，但十二万吨航母的胎架绝对不能做水平。
设计院与造船厂会依托大量实船数据和有限元仿真计算，完整模拟航母从开工到成型整个周期的应力变化和形变趋势，精准算出船头、船尾每一个位置后期会出现的上翘量。
根据这个数据，在制作胎架的时候，就提前预设反向弧度，让整个船坞胎架呈现中间略微偏高、向船头船尾平缓下沉的线型，胎架两端的下沉量，刚好可以抵消后续焊接收缩、船体自重带来的上翘变形。
同时，针对船头船尾空舱多、刚性差、容易受力不均的问题，就专门加密首尾区域的胎架支撑，缩小支撑间距、增加刚性立柱和纵向横梁，杜绝胎架自身变形带来的次生翘曲。
所有支撑点位全部用激光高精度找平，误差控制在毫米级，从建造最开始，就给船体铺好不会翘曲的基础线型。
在分段合拢和结构固定阶段，用刚性拘束和配重压制，锁死船体形态，不让它自由变形。塔式建造最大的短板，就是先建中间、后建两头，导致首尾分段长期悬空、刚性不足，特别容易往上拱。
在施工时，不会在中段固定后就着急向首尾赶进度，而是先把船体中段的双层底、核心舱壁、强力甲板全部焊接到位、充分释放应力，把船体中间打造成一个稳定基座。
之后再按照“先硬后软、先中后端”的顺序，逐步向船头船尾拓展合拢。
每一段首尾分段吊装到位之后，第一时间用高强度拉撑、定位夹具、纵向锁止钢梁做立体固定，在船底、舷侧、甲板形成全方位的刚性约束，彻底限制焊接过程中的位移和拱起。
针对首尾天生上翘的趋势，还会在首尾悬空分段的强力甲板、舱口补强位置，精准布置压载配重，用重型铸铁块搭配恒压液压装置，根据施工进度随时调整配重重量和施压位置，抵消焊接收缩产生的上抬力。
同时把船底和胎架之间的所有缝隙全部填实锁紧，减少底部悬空受力不均，让首尾分段全程在无自由变形的状态下完成装配和焊接。
最后就是精细化管控焊接工艺，从源头减少应力不均。所有船体变形，归根结底大部分都是焊接应力不均匀造成的。航母全船焊缝数量极多、纵向长焊缝超长，一旦焊接方式不对，很容易积累收缩应力，把两头顶起来。
以船体纵向中心线为基准，左右工位同步对称施焊，坚决杜绝单侧长时间集中焊接。刚性更强的中部厚板区域优先焊接、优先释放应力，船头船尾这些柔性薄板区域延后精细施工，避免单侧应力拉扯把船体拉变形。
针对超长的纵向焊缝，全部采用分段退焊、多层多道薄层焊接的方式，控制每一道焊缝的热输入量，不让局部温度过高、变形过大。同时严格避开首尾端部大面积高温焊接，每焊完一段就暂停作业，等待自然降温、应力松弛，避免热量叠加引发的结构性形变。
航母整个塔式建造过程，全程搭载三维激光高精度监测系统，在船头、船尾、船中、舷侧、船底布置上百个固定监测点，形成全覆盖的形变监测网络。为了规避温差干扰，每天凌晨气温最稳定的时候，做一次全船线型复测，实时采集船体拱度、挠度、端部位移的数据，实时对比设计标准，跟踪变形趋势。
只要监测到首尾有一点点上翘的苗头，不等变形固化，立刻通过调整后续焊接顺序、增减首尾配重、补强局部刚性支撑的方式提前干预。
同时全程监控船坞地基沉降、环境温湿度变化，针对昼夜温差、季节温差带来的热胀冷缩形变，提前预留补偿量，动态调整胎架支撑和配重压力。每完成一轮分段合拢、每到一个关键成型节点，都会做一次全船线型复核校准，保证全程误差可控、可修正，不会积少成多出现超差问题。
当航母主体结构全部合拢成型后，船体内部一定会残留少量焊接残余应力，后期应力回弹依然可能引发轻微翘曲。所以会先通过低温时效、振动时效工艺，全方位释放全船残余应力，稳定船体整体结构形态。
如果成型后还有微小首尾翘曲偏差，会采用精细矫正工艺，坚决不用粗放的火焰矫正方式，避免损伤航母特种钢材性能。采用液压顶推、恒压压制的机械矫正方式，配合三维监测数据，实现修形。矫正完成后，再次做全船应力检测和线型复测。
总结来说，十二万吨航母塔式建造解决两头翘的问题，经过多年积累已经形成比较成熟的控制方法；能保证超级航母的线型精度、结构强度和长期航行的稳定性与耐久性！
1、本文只代表作者个人观点，不代表星火智库立场，仅供大家学习参考； 2、如若转载，请注明出处：https://www.xinghuozhiku.com/550390.html
