自改裝“遼寧”號航母開始，我國在航母國產化研發方面就不斷推進，並且在很多關鍵領域躋身世界一流行列。其中，作為航母動力效能的保障，航母螺旋槳的效能水平尤其重要。以“遼寧”號和“山東”號兩艘國產航母來說，其螺旋槳除了製作工藝複雜，涉及流體力學、工程學、材料學等眾多關鍵領域技術學科之外，對於材質也有非常苛刻的要求。目前，中國海軍航母螺旋槳使用的材料是含金量極高的鎳鋁青銅合金。這種新型合金材料不僅具有高強度效能，還具有出色的抗空泡效應能力與抗腐蝕性。依託國產7軸5聯動大型數控機床，中國也成為繼美國之後，全球第二個能獨立研製生產航母螺旋槳的國家。

從船舶動力學角度來說，即便是目前最先進的美製核動力航母，依然離不開螺旋槳推進。外形看似簡單，平時也隱藏在吃水線以下的戰艦螺旋槳，實則蘊藏著大學問。特別是像航母這樣規模的大型戰艦來說，螺旋槳在設計時就需要考慮很多方面的因素。具體來說，螺旋槳的曲面程度與推進效率之間有一個平衡點，而要無限接近這個平衡點以保障推進效率，就涉及到流體力學的很多專業理念。

與此同時，既要保持螺旋槳的強度，又要考慮到其自重帶來的負擔，就必須從材料力學方面去探尋最佳的材料。更為關鍵的是，螺旋槳高速轉動過程中，不可避免地會出現空泡效應，產生的巨大噪音會給航母艦員的日常作業和生活帶來極大困擾。因此，要想研發製作出一款合格的航母螺旋槳，需要將方方面面考慮到位，技術門檻非常高。

特別是考慮到螺旋槳需要長期浸泡在海水中，製造航母螺旋槳的材料必須有足夠的強度保證和抗腐蝕效果。因此，早期在航母研發領域一直處於第一集團的歐美各國，在經過了大量實驗和改良後，基本形成了統一標準，就是以銅質合金為主，並且合金中的主要成分就是錳、鎳等金屬。不過，由於這種合金材料的加工極度依賴於專業大型機床，一直以來，能夠完全掌握核心加工技術，並形成成熟化工藝體系的，也僅有頭號海軍強國美國而已。直到近年來，我國在大力研發國產航母的過程中，也同步開啟了相關配套元件的技術創新。特別是七軸五聯動高精度機床的問世，讓我國在加工大型部件方面更加得心應手。

據悉，僅僅是在船舶工業方面，目前國產七軸五聯動高精度機床就能夠製造出最大直徑為12。5米、重量高達160噸的螺旋槳。與此同時，在螺旋槳包括槳葉、輪轂、葉根、葉稍等各個細節方面，我國也全面取得了技術攻關，進而開始在新型合金領域做起了文章。和目前美國海軍的核動力航母一樣，國產航母“遼寧”號與“山東”號都應用了最前沿的鎳鋁青銅合金材料來製作航母螺旋槳。從材料特質來看，和傳統軍用螺旋槳材料銅鋅錫合金相比，鎳鋁青銅合金材料不僅剛性更高，而且穩定性出色，很難因為外力而發生扭曲變形。不僅如此，由該材料製作而成的螺旋槳表面光滑度和曲度都達到技術要求，可以保證在科學範圍內最大限度提升推進力。此外，切割工藝相對簡單的鎳鋁青銅合金材料耐腐蝕能力非常出眾，是傳統銅鋅錫合金的三倍，完全可以適應長時期海水浸泡的作業環境。

目前，除了中國海軍航母之外，美國海軍“尼米茲”級航母、“福特”級航母螺旋槳，均由鎳鋁青銅材料製作。可以展望，隨著中國正式成為“大型螺旋槳研發製造俱樂部”的第二個成員，未來，新一代國產航母在擁有大型專用螺旋槳之後，其噸位和排水量也得以水漲船高，完全有希望達到10萬噸級“福特”級航母的水準。

TAG: 航母螺旋槳合金材料合金國產