?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
Марки высокопрочных сталей созданные после Второй Мировой войны для ВМС США и отечественного ВМФ
ak_12
Источник: "High Strength Low Alloy Steels in Naval Construction", "Journal of Ship Production", Vol. 2, No. 3, Aug. 1986, pp. 145-162

Steel

В Таблице 2 масса в тоннах сталей разных марок использовавшихся для строительства кораблей тех или иных классов. К примеру для постройки авианосца типа "Нимиц" требовалось 1496 коротких тонн (одна короткая тонна - 907,18474 кг) стали типа HY-80, 21527 коротких тонн стали HY-100, примерно 22370 коротких тонн сталей HTS (предел текучести до 355 Н/мм2) и MS.

В Таблице 3 оценка потребной массы (в коротких тоннах) сталей разных типов по толщинам (в дюймах) необходимой для строительства кораблей ВМС США по десятилетиям.


Стоит отметить что стали типов HY-80 и HY-100, сменившие в американском кораблестроении сталь STS, можно по характеристикам отнести к разряду конструкционных броневых сталей. Таким образом при строительстве корпус американского авианосца типа "Нимиц" использовалось чуть меньше 21 тыс. тонн (метрических) броневой стали.

Конструкционными аналогами американских сталей HY-80 и HY-100 оказались высокопрочные конструкционные стали марок АК-25 (предел текучести 588 Н/мм2) и АК-27 (предел текучести 510 Н/мм2) применявшиеся с конца 50-х для строительства прочных корпусов отечественных подводных лодок (АК-25) и корпусных конструкций боевых кораблей ВМФ СССР  (АК-25, АК-27).

И.В. Горынин "Металл для корабля":

"...В 1954 г. была создана первая корпусная сталь АК-25 и ее модификация с пределом текучести 600 Н/мм для строительства первой отечественной АПЛ в 1956 г. В США строительство первой АПЛ "Наутилус" было начато несколько ранее, но из стали с пределом текучести 350 Н/мм2. Строительство АПЛ из стали НY-80, близкой по прочности к нашей стали АК-25, было осуществлено в США только в 1959 г. При этом американская сталь существенно уступает нашей по свариваемости, требует предварительного и сопутствующего подогревов свариваемых кромок до 120-180°С, в то время как сталь АК-25 сваривается при обычных температурах. В короткие сроки сталь АК-25 была освоена на десятках металлургических заводов страны в виде листового, сортового, профильного проката, поковок, отливок. Общий объем ее производства составил около 2.5 млн. т. Сталь АК-25 оказалась прекрасным материалом не только для корпусов АПЛ первого поколения, но и для надводных авианесущих кораблей, в том числе крейсера "Варяг", с уникальной конструктивной защитой от всех видов зарубежного противокорабельного оружия. В последующем обстановка вынуждала создавать АПЛ с большой глубиной погружения. Концепция проектирования АПЛ связывает глубину погружения с удельной прочностью применяемых корпусных материалов. В этой связи перед институтом была поставлена задача разработать материалы с пределом текучести до 1200 Н/мм2. Это потребовало еще более широкого участия научных организаций в процессе создания передовых наукоемких технологий, технического перевооружения металлургических и судостроительных производств. Были получены новые стали с пределом текучести в 1.5-2 раза выше пределов текучести сталей АК-25 и НY-80, удалось обеспечить высокие пластичность, вязкость, взрывостойкость при практически такой же хорошей свариваемости. Из новых сталей построены серии новых АПЛ. По прочности (как в период разработки, так и в настоящее время) отечественные стали существенно превосходят стали США и других стран. По свариваемости наши стали также превосходят зарубежные аналоги. При этом следует отметить, что отечественные стали допускают сварку без подогрева при пределе текучести до 686 Н/мм2 и только при большей прочности требуются либо предварительная просушка кромок при 40-50°С, либо при большой толщине листа подогрев до 80-120°С, в то время как американская сталь НY-80 с пределом текучести 560 Н/мм2 нуждается в подогреве до 180°С..."

Для прочных корпусов отечественных атомных ПЛ второго поколения была использована конструкционная сталь АК-29, атомных ПЛ третьего поколения сталь АК-32 (предел текучести 980 Н/мм2), АК-33 (предел текучести 784 Н/мм2), АК-35, АК-36, АБ-2.

В американском кораблестроении в вопросе применения высокопрочных сталей сегодня наблюдается определённый откат назад. Капитан 3 ранга Б. Лодочкин "Выполнение программы строительства ПЛА типа "Виргиния" ВМС США":

"...Наравне с мерами, направленными на удешевление субмарин и сокращение сроков их строительства, проводятся мероприятия, нацеленные на повышение их тактико-технических характеристик. При этом в некоторых случаях приходиться идти на разумный компромисс. Например, корпус ПЛА типа "Виргиния" выполнен из стали марки HY-80 вместо HY-100, как у ПЛА типа "Сивулф". Это снизило стоимость лодки, но в то же время уменьшило ее глубину погружения..."

При этом в последние десятилетия американские кораблестроители начали внедрение новых марок сталей HSLA-80 (заменяет сталь HY-80) и HSLA-100 (заменяет сталь HY-100)  при строительстве надводных кораблей. Основное преимущество HSLA-80 и HSLA-100, это улучшение свариваемости в сравнении со сталями HY-80 и HY-100, обеспечивающее снижение трудоёмкости строительства. "Implementation of HLSA-100 Steel in Aircraft Carrier Construction - CVN 77":

"...High Strength Low Alloy (HSLA)-l00 steel was developed to be less sensitive to hydrogen embrittlement than High Yield (HY)-1OO steel. The primary benefits sought through the use of this new steel were savings in energy, labor, and scheduling that would result from reduced preheat for welding. This paper reviews the overall efforts required to implement the use of HSLA-1OO steel during CVN 74 aircraft carrier construction. It discusses the engineering and design effort required to incorporate a new material on a vessel midway through construction. Also included is a discussion of the development of an implementation plan which ensures successful welding procedure qualification, production welding, and inspection of HSLA-1OO welds..."

Список упомянутых высокопрочных сталей со значением предела текучести:


  • АК-27   510 МПа  (52 кгс/мм2) - ТАКР пр. 1143.Х корпусные конструкции (толщины листов  свыше 35 мм)

  • HY-80 (замена в надводном кораблестроении, сталь HSLA-80) 550 МПа

  • АК-25   588 МПа ( 60 кгс/мм2)  - год разработки 1954-й, АПЛ первого поколения, ТАКР пр. 1143.Х  конструкции корпуса и нижние ярусы надстройки (толщины до 30 мм)

  • АК-28  (модификация АК-25) 600 МПа, корпуса ледоколов "Ленин", "Арктика", "Сибирь", "Россия" и т.д.

  • АК-29   637 МПа (65 кгс/мм2) - год разработки 1959-й, АПЛ второго поколения

  • HY-100 (замена в надводном кораблестроении, сталь HSLA-100) 690 МП - год разработки 1962-й

  • АК-33 785 МПа  (80 кгс/мм2) - год разработки не позднее 1972-го, АПЛ третьего поколения (пр. 949, 949А)

  • HY-130 900 МПа

  • АК-32   980 МПа  (100 кгс/мм2) - год разработки не позднее 1972-го, АПЛ третьего поколения (пр. 971)

  • АК-34 1177 МПа (120 кгс/мм2) - год разработки не позднее 1974-го, глубоководные аппараты

Кроме того можно назвать используемые в кораблестроении марки отечественных конструкционных сталей:


  • АК-30

  • АК-35

  • АК-36

  • АБ-2 - корпус ДЭПЛ пр. 677

Значение предела текучести которых мне найти не удалось.

Полезная ссылка: Шемендюк Г.П., Петрович Ч.Ч. "Проектирование корпусов подводных лодок. Учебное пособие"


  • 1

Хороший материал ...

...но, как мне кажется акценты расставлены немного неточно. Американцы просто перестали вкладывать деньги в увеличение глубины погружения ПЛА не потому, что увеличить РГП на 100 метров стоит дорого а потому, что это НИЧЕГО не добавляет ни к наступательному ни к оборонительному потенциалу лодки. Поэтому Вирджиния имееет РГП такую-же как и Стерджен 50-летней давности.

Прямая аналогия - сверхманевренность истребителя - деньги в это Штатами УЖЕ не вкладываются -фича стоит дорого а пользы приносит мало. И новейший F-35 по этому показателю примерно соответствует F-105 времен Вьетнамской войны.

Меняются приоритеты - меняются направления финансирования

Edited at 2016-12-16 08:11 pm (UTC)

Re: Хороший материал ...

Честно говоря пост вырос из интереса к вопросу веса бронезащиты авианосцев типа "Нимиц". ПЛА типа "Вирджиния", и их прочные корпуса из стали HY-80, так, к слову пришлись. В отношении этой ПЛА акценты были скопированы у капитана 3 ранга Б. Лодочкина прямым цитированием из его статьи.

В конструкции ПЛА типа "Виржиния" и вправду имеются компромиссы для удешевления проекта. Отказ на "Вирджиниях" от стали HY-100, использованной для прочных корпусов лодок типа "Сивульф", в пользу стали HY-80 ранее применявшейся для прочных корпусов ПЛА типа "Лос-Анджелес", определен несколькими факторами. То что HY-100 дороже, далеко не главный из них. Во первых, не смотря на предыдущий опыт (при строительстве двух ПЛА типа "Лос-Анджелес", SSN-753 "Олбани" и SSN-754 "Топика" была опробована сталь HY-100) при строительстве "Сивульфов" американцы столкнулись с серьезной технологической проблемой - растрескиванием сварных швов:

HY-100 too was dogged by problems of weld cracking. Seawolf's construction suffered setbacks in 1991 and an estimated 15% or two years' work on hull construction had to be abandoned. Although later solved, these extra costs (and the post-Soviet peace dividend) were a factor in reducing the planned 29 Seawolf submarines to just three constructed.

Во вторых, при смещении фокуса внимания с глубоководных районов мирового океана в прибрежные районы, способность погружаться глубоко оказалась не так значима, как это виделось в годы разработки ПЛА типа "Сивульф":

http://vpk-news.ru/articles/1487

"...неожиданно быстрый для многих развал Советского Союза практически поставил крест на программе строительства "Сивулфов". Новая военно-морская стратегия предусматривала перенос основного упора в противоборстве в прибрежные районы. А потому "Морским волкам", созданным для завоевания господства на огромных и глубоководных просторах Мирового океана, места в боевых порядках американского флота уже не нашлось. Особенно, если учитывать баснословно высокую стоимость субмарин этого типа - по 4,4 млрд. долл. за каждую (общая стоимость строительства трех АПЛ оценивается не менее чем в 13,2 млрд. долл.). Для сравнения - последние атомные авианосцы типа "Нимитц" вместе с авиагруппой обходятся американскому бюджету немногим более, чем в 5 млрд. долл., а один "Лос-Анджелес" - всего лишь в 741 млн. долл. Разница, как видите, довольно ощутимая.

В конечном итоге, в ходе длительной и напряженной борьбы за ассигнования адмиралы и остальные сторонники продолжения программы "Сивулф" потерпели фиаско. Предпочтение военно-политического руководства США было отдано менее дорогим АПЛ типа "Вирджиния", количественный состав которых планируется довести до 30 единиц. Флот же сумел лишь отстоять завершение строительства по существенно модифицированному проекту третьей и последней (а планировалось вначале иметь "стаю" также из трех десятков кораблей!) подлодки этой малочисленной серии."

P.S. Что "Вирджиния", что F-35 - проекты порожденные уверенностью в том что с равным по силе противником сталкиваться больше не придётся. Довольно самонадеянный подход на мой взгляд.

Edited at 2016-12-17 04:00 am (UTC)

Re: Хороший материал ...

>>P.S. Что "Вирджиния", что F-35 - проекты порожденные уверенностью в том что с равным по силе противником сталкиваться больше не придётся. Довольно самонадеянный подход на мой взгляд.

Если же принять как факт возможность существования автономной торпеды с дальностью хода 500+ миль, с умением залегать и ждать. То, дорогие проекты начинают выглядеть уязвимыми относительно цены.
Сама концепция обитаемых боевых аппаратов подвергается серьезному испытанию.

Re: Хороший материал ...

"Что "Вирджиния", что F-35 - проекты порожденные уверенностью в том что с равным по силе противником сталкиваться больше не придётся. Довольно самонадеянный подход на мой взгляд."
F-35 рвет всех кроме F-22 как тузик грелку

Re: Хороший материал ...

F-35 не "догфайтер". Это как бы общепризнанно.

https://www.businessinsider.com/f-35-vs-f-15-dogfights-2018-3

"The F-35 cannot out dogfight a Typhoon (or a Su-35), never in a million years," Justin Bronk, a combat aircraft expert at the Royal United Services Institute, previously told Business Insider.

The reason why, according to Bronk and other experts on the F-35, is that the F-35 just isn't a dogfighter. The F-35's stealth design put heavy demands on the shape of the aircraft, which restricted it in some dimensions. As a result, it's not the most dynamic jet the US could have possibly built, but it doesn't have to be.

Более того, для того чтобы "рвать всех" в BVR боях на средней дистанции, нужно больше чем 2-4 ракеты AMRAAM во внутренних отсеках и хорошие разгонные характеристики в трансзвуковой зоне скоростей для быстрого рывка на позицию пуска ракет, пуска УР средней дальности на сверхзвуковой скорости, и быстрого выхода из боя по израсходовании ракет (тем более что ЭПР с кормовых ракурсов оставляет желать лучшего).

Однако из за вызванного компоновочными проблемами отказа от следования аэродинамическому "правилу площадей" приемлемых разгонных характеристик в трансзвуковой зоне нет (и не будет), так же как "крейсерского сверхзвука".

Есть подходы которые позволили бы в достаточной мере исправить ситуацию, но разработчики запутались в своих миллионах строк кода и много лет не могут избавить самолёт от программно-аппаратных глюков БРЭО.

"Нельзя объять необъятное" (с)
И американцы столкнулись именно с такой ситуацией...

Уверен, что американские адмиралы и генералы не отказались бы ни от бОльшей глубины погружения, ни от лучшей маневренности... но - в условиях нехватки денег просто были поставлены перед выбором необходимости урезания осетра...

Re: Хороший материал ...

"о. И новейший F-35 по этому показателю примерно соответствует F-105 времен Вьетнамской войны"
это как бы бред. F-35 сверхманевренный истребитель (см. видео испытаний на 55 градусов атаки), а по показателям традиционной маневренности находится между F-16 и F-18. причем сверхманевренность достигается не простым УВТ, а очень сложной аэродинамикой и системой управления. тысячами часов продувок и вычислениями на суперкомпах

Re: Хороший материал ...


Управление вектором тяги используется только в вертикалке Ф-35Б только на взлетно посадочных скоростях и к обеспечению маневренности никакого отношения не имеет. На Ф-35А,С вообще отсутствует. "Сверхманевренность" с располагаемой перегрузкой 6G и скоростью разворота 11 градусов в секунду - это новый анекдот. Без обид -матчасть подучите.

Re: Хороший материал ...

« F-35A: 9.0 g, F-35B: 7.5 g, F-35C: 7.5 g »...

Вообще сверхманевренность ныне - это достаточно пропагандисткий фетишизм, Ракеты АА при дальности первого залпа более 100 км имеют допустимую перегрузку 30-50 G. Их не переманеврировать, особенно если не знать об их пуске.:))) А современные СУО даже для стрельбы из пушки не требуют зайти точно в хвост.

Высокая перегрузка делает самолёт плохоуправляемым, и сильно ограничивает коллективное взаимодействие, а пуск ракет имеет ограничение 2-3G, а при перегрузки 5G у лётчика глаза закрываются, физиология однако, и много он науправляет в реале с закрытыми глазами?

Re: Хороший материал ...

сверхманевренность это способность самолета совершать управляемый полет в закритической области.
достигаться от может как увт так и аэродинамикой. у F-35 совершенно потрясающая аэродинамика, которая позволяет ему делать такие финты.

российские самолеты не управляеются в закритической области за счет аэродинамики - или кратковременно в нее выходят по инерции (как Су-27) или используют УВТ

Re: Хороший материал ...

Проблемка в том, что трудно найти торпеду, которой можно было достать "Комсосмолец" (АПЛ проекта 685), способного уйти на километровую глубину.


Re: Хороший материал ...


Да, но согласитесь, что разработать или усовершенствовать такую торпеду будет на два порядка проще и дешевле чем создать лодку-километровку.
Пока суровая действительность такова, что Комсомолец на дне, 971 проект строился со стальным корпусом и все Сивулфы-Ясени прекрасно обходятся 600 метрами.
Я даже не в курсе - есть ли у РФ титановые лодки в БОЕВОМ составе , не на модернизации/отстое/утилизации и т.д. ?

И потом есть подозрение, что расплывчатое заявление USDoN касательно торпеды Мк 48 мод.6: " full-depth capability of all world submarines" как раз и означает километр. Так сказать - "на вырост", всякие там китайцы, то-се )

Re: Хороший материал ...

А сколько этих "совершенных торпед" надо, чтоб оснастить весь флот? Вполне могло получиться что-то вроде появления современного вражеского крейсера в британских колониальных водах, когда

По всем морям планеты на берегах британских колоний были разбросаны многочисленные морские станции, на которые базировалось несметное число изолированных друг от друга маленьких канонерских лодок, старинных шлюпов, отслуживших свой срок крейсеров 2-го, 3-го и т. д. классов, которые были заняты исключительно "показом флага" и выполнением необременительных полицейских функций. Эта система распределения сил флота восходила еще к тем временам, когда отсутствовал беспроволочный телеграф и запрос о вмешательстве кораблей военного флота в случае возникновения такой необходимости мог идти много дней. Такой порядок вещей устраивал чиновников из Форин Оффис и в особенности дочек британских консулов, с которыми изнывающие от безделья морские офицеры играли в теннис и танцевали. Иногда эти корабли и их команды использовались для оказания помощи местному населению в случае землетрясений или других стихийных бедствий.
Однако для военных целей они были совершенно непригодны. Мало того, что на содержание допотопного флота уходила уйма денег. В случае столкновения с сильной морской державой все эти суденышки сразу же стали бы добычей вражеского крейсера, который уничтожил бы их без всякого ущерба для себя. Они даже не смогли бы избежать своей участи по причине недостаточной скорости хода.

http://o53xo.obzg66dz.mzwgsytvon2gcltjom.cmle.ru/b/269601/read

Да вроде в в активе титановые лодки 945 проекта ещё есть
https://hips.hearstapps.com/hmg-prod.s3.amazonaws.com/images/russian-navy-subs-2018-1524159225.jpg
По крайней мере было год назад

Статья для очень узкого круга специалистов- металловедов. Иные не поймут :про шо речь? Даже не для металлурга-сталеплавильщика. Как внепечник, краем уха знаю, что некоторые из этих марок стали производят по технологии ЭШП, другие после глубокой внепечной обработки. А дальше дела металловедов.

Спасибо. Интересно.

  • 1