两三百年前的铁甲船,它的铁壳船体是怎么结合成一体的?
两三百年前的铁甲船,它的铁壳船体是怎么结合成一体的?
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这个问题问得好,很多人只关注枪,炮,飞机,军舰的性能如何,不关注工艺技术的发展,其实武器都是工业发展的副产品。
真正的工业实力取决于钢铁产量,加工工艺,处理能力。英国人1804年就能造出蒸汽机车了,这就需要能轧制铁轨的大型轧机,还有连接锅炉的热铆接技术。所谓大舰巨炮,多铆蒸刚的铆是也。
下图铆钉密集排列的地方,内部是和龙骨连接的肋骨。请注意铆钉的密度。这是民用船,军舰铆钉没有这个密,但铆钉更大,更结实。
热铆接就是把需要连接的两块钢板分别钻好孔,然后把铆钉烧红了,穿过钢板上的孔以后,用模具击打铆钉,迅速让铆钉头部成型,等铆钉冷却下来时,会利用热胀冷缩,自动把两块钢板连接的更紧密。大家有兴趣可以看看美国人30年代拍的制造蒸汽机车的纪录片,里面有热铆接镜头。
下图是用炭火加热铆钉,铆钉大概加热到600℃以上就软了。吸烟的烟头,核心温度据说是800℃。
上图是现代的铆钉加热装置。电加热了。
人家能轧制铁轨,就能轧制龙骨,人家能制造不漏水的高压蒸汽锅炉,就能制造不漏水的铁甲巨舰。至于装甲带,它是铆接安装在由龙骨做基础,肋条系统为辅助的网状船体支撑结构上的,用来保护内部的非水密舱。其他船壳部分,也是用薄钢板铆接到这个支撑结构上的。据说泰坦尼克号沉没有一半因素是因为使用了不符合设计要求的铆钉,导致船体被冰山撕裂的。要知道,铆钉越细越容易加工,越容易安装使用,也越不结实。
到了二战时,英国,法国,美国,日本的坦克,还有很多用铆接结构呢。这种坦克中弹后,铆钉会被拉断,在车体内乱飞,恐怖极了。
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“怀疑探索者”解答这个提问。
二三百年前的铁甲船,是由木质或其它混合材料制成的一种舰船。在船的外层上包上厚厚的铁甲皮,用于抵御其它船只攻击。该船用坚固的木材组成船体后,再覆盖上铁板用铁铆钉铆住作为装甲,故被后人称为铁甲船。因为整个铁甲船全身都是覆盖着铁甲,那么这种铁壳船体是怎么结合成一体的?
铁甲船之所以能够结合成一体,是因为何用了铆接结构。老式的铁壳船是用铆接的,实际不单铁壳船用铆接,就是大型的木结构船在连接处也用铁皮和铆钉连接。早期铁甲船由于当时技术限制前期基本上都是使用铆钉热铆固定(冷接技术)连接结合成为一体的。热铆接就是把需要连接的两块钢板分别钻好孔,然后把铆钉烧红了,穿过钢板上的孔以后,用模具击打铆钉,迅速让铆钉头部成型,等铆钉冷却下来时,会利用热胀冷缩,自动把两块钢板连接的更紧密。用炭火加热铆钉,铆钉大概加热到600℃以上就软了(吸烟的烟头,核心温度据说是800℃)。据说泰坦尼克号沉没有一半因素是因为使用了不符合设计要求的铆钉,导致船体被冰山撕裂的。
由于木造的铁甲船无力抵御越来越强大的炮弹轰炸,铁甲舰在1849年由法国建造出世界上第一艘以蒸气机为辅助动力装置的战列舰“拿破仑”号战舰。而在十九世纪中叶,英国人也采用并没计出来了铁甲铁壳的战舰,从而摒弃了木壳船体。而铁甲舰基本使用的是燃气焊接(热接技术)使船体合为一体。
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在铁甲舰最初出现的时代,如何把沉重的铁板一块一块安装到船体、船肋上,确实是一个问题,但是这个问题催生了以“多铆蒸钢”为浪漫色彩的铁甲舰时代。
什么叫“多铆蒸钢”,多炮塔、铆钉、蒸汽机、钢铁巨舰,这就是当年的巨舰大炮。在铁甲舰时代,几乎所有的主力铁舰都是使用“热铆接”技术制造。造军舰就像是拼装模型,先画出施工设计图,然后造出船肋,在船肋基础上搭建几层甲板,然后再用薄钢皮将军舰密封起来,就成为了铁甲舰。只不过,将各个零部件连接起来的,不是模型胶水,而是铆钉。
图为前无畏舰,就属于铆接军舰。
有人要问了,那军舰的钢甲、铁壳那么厚重,如何穿透钉钉子?很简单,在安装时,两块钢铁部件相叠,叠加部分钻孔,然后把烧热到600℃、呈柔软状态的热铆钉穿入钻孔,趁热将铆钉两边的钉头敲扁,卡在钢板的两侧,待冷却后,因为热胀冷缩原理,铆钉体积会缩小,于是铆接的部分会被铆钉两端死死压住,从而确保不漏水、装的紧。
图为前无畏战列舰,主要靠铆钉连接建造。
这种热铆接技术非常繁琐,一艘数千吨的铁甲巨舰,光是铆钉就要几百吨,而且装配铆钉十分 费时费力,作为电子设备、通讯设备不多的铁甲舰时代,安装铆钉就是最费时间的工序。另外,在铁甲舰时代,很多装甲也不光是舰壳水线带使用,大部分情况下,防护巡洋舰、铁甲舰的装甲,是安装在内侧的甲板表面,因为炮弹的来袭方向可能是从上往下打到甲板上。而这些装甲或者加强结构,也都是使用铆钉铆接在舰体上。
这种铆接技术一直用到了现在,虽然现在军舰大都使用焊接技术,比如激光焊,但是由于铆接技术和施工成本都比较低廉,因此在一些军舰的上层建筑、内部设备上,依然使用热铆接技术建造,比如俄罗斯的无畏级驱逐舰、现代级驱逐舰,其上层建筑的下部,一般都能看到密密麻麻的铆钉。
热铆钉技术的出现,不仅改变了海战的形态,使海战从风帆战列舰时代,一下子进步到了铁甲舰时代,而且还让陆地、空中战场出现巨变。从一战到二战,很多坦克,比如法国的FT-17坦克,都是使用铆钉将钢板连接到一起。这样的坦克防护性自然较差,一旦中弹,可能被掀掉整块装甲板,但是这样的坦克工艺简便,在当年的工业条件下,适合大量便宜的生产。
而且最早的飞机,也都是使用铆接技术进行拼装,先拼接框架,然后加上蒙皮。可以说,热铆接技术,是人类进入近代工业时代、热兵器时代的一大关键。当然,要说铆接技术是工业时代西方的发明,那还是错了,我国古代早就已经大量使用铆接、榫卯结构建造船只和建筑,算是最早应用这一技术的国家。
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我没有见过考古资料研究,只能猜测说,是像士兵的盔甲一样钉在木头结构上的。主要是防止船体牢固,承载量大。还能防止射箭损伤船体。估计铁皮被海水腐蚀后过一段时间要换上新的表壳。
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