航母为何要定期清理船底?
下图为“辽宁”号***入坞清理前后的情景,清理前海底附着了大量的海洋生物,这些海洋生物就是清理的对象。不光是***,任何船只都要定期对船底进行清理。
下图为俄罗斯海军的核潜艇,也是表面附着了大量的寄生物。如果放大来看,下面图2就是这些附着物的细节,都是一些“海鲜”,海葵、牡蛎、藤壶一类的海洋生物。这些海洋生物通常会依附在物体表面生长,而船底则是一个良好的寄生场所,一般船速低于4节时这些生物就很容易在上面附着。而且这些贝类生物死亡后硬壳会留在船底,下一代生物会在这些硬壳上继续繁衍,舰船停泊时间时间一长,船底的附着生物会越来越厚,加起来数量和重量都非常可观。
这些海洋生物一方面是会破除船体及水下抽排水设施。另一方面是会增加船舶的重量,破坏船底光滑的表面,明显增加舰船的航行阻力。曾经有过远洋货轮在意大利西西里岛停泊28天后,船底严重附着海洋生物,最高航速由18节下降至13节,航行时间增加10天,燃料消耗增加500吨。
一般通过在船底涂刷防污漆尽量降低海洋生物的附着。一种是含有氧化铜、***、锡的化合物等低毒性物质的防污漆,舰船航行后这些漆会低速向外扩散,在船底形成有毒溶液薄层。另一种是增加表面光滑度,降低附着能力。但是不管怎么样,防污漆只是尽量降低附着的概率,时间一长或者防污漆剥落脱离还是会附着大量海洋生物。
这个时候舰船就需要入坞对船底和螺旋桨表面的海洋生物进行清理,常用的办法就是用铲子铲掉,顽固的用高压水枪冲洗(有的地方用固体颗粒喷砂,但是不环保已经不用了)。清理完这些海洋生物之后就要将原来的防锈漆防污漆都铲掉,如果有生锈的地方则需要把锈清理干净然后打磨抛光。最后就是重新上防锈防污漆,而且还要上多层,否则短时间内就失效了。上面我们说的那艘某远洋货轮就是因为只涂了一层防锈漆就出航,结果很快就长满生物。
主要是为了清除海洋生物的污染和补刷船底漆,一来虽然军舰(包括航母)的船底漆里含有针对海洋生物的“有毒成分”可以杀死藤壶一类的海洋生物,但是即使这些生物被杀死后的“尸体”依然会附着在船底,并且船底漆也不能百分百的防止海洋生物的污染;二来船底漆和其他工业染料一样都有有效期限,并且长期在航洋上形式也难免剥落,所以就要定期清理船底了。
上图是美国福特级航母下水前夕,我们可以很清楚的看出来从上至下的三种油漆,灰色的涂装漆、黑色的水线漆和红色的船底漆,三种漆有各自不同的作用:首先,涂装漆是根据一国海军规范条例规定颜色、牌号,兼具舰船统一着色、海上低可视度以及耐海洋盐雾腐蚀的特点,大部分国家都是海灰色或灰白色。其次,水线漆一般为黑色,因为船舶的水线区因为载重量和海况的变化,会交替出现在水面上下,同时受到海水腐蚀、空气作用、阳光照射等作用,所以有些舰船就会在水线区域涂覆一层特殊材料的水线漆,用以加强保护,当然有些国家是不涂水线漆的,直接船底漆覆盖到水线区。
从上图可以看出来,英国的伊丽莎白女王号航母也是涂装漆+水线漆+船底漆的三色涂漆,一般而言西方大型舰船都是如此,俄罗斯则较少涂覆水线漆。最后,现在各国的船底漆大多都是红色,因为配方大同小异,都会掺入红色的氧化亚铜以对付海底生物。然而由于氧化亚铜的毒性对其他海洋生物也会造成较大影响,且其毒性释放太快,较短时间内就会失去作用,对于船舶维护造成较***烦,所以现在开发了“无锡自抛光防污漆”,不仅放弃氧化亚铜和含锡材料等被IMO禁止的物质,而且还可以根据预先设计好的速率一边水解反应,一边释放针对藤壶一类的物质,算得上比较好的解决方案了,但是仍然不能根治海洋生物对舰船的污染。
上图就是长期在海水中侵泡、沾满海洋生物的船底和经过清理后的船底。其实对付这类海洋生物对船舶的影响已经有上千年的历史了,然而直到今天仍然需要定期清理。这些海洋生物包括藤壶、贻贝、管虫、苔藓虫、海藻等,千万不要小看这些不起眼的海洋生物,以藤壶为例,这种颚足纲的生物几乎分布于所有浅潮带和潮汐带上,所有的军舰都会遇到他们,而他们则会去吸附在任何遇到的物体上。如果不定时清理,会导致舰船速度越来越慢,浪费油料,还会加速金属表面腐蚀,导致钢材强度下降,引起安全隐患。
类似于因海底生物影响舰船航速的例子,历史上是有迹可循的,日俄海战时的俄国舰队远道而来,由于船底大量的海洋生物附着,导致舰船的航速没有达到设计指标,对海战的结局产生了一定的影响,所以定期清理船底不仅仅是航母而是所有船舶的必要课题。
因为在经过长时间的航行之后,航母的船底会寄生有大量的海洋生物,这些寄生在船底的生物会增加船体重量,增大海水阻力,造成航母航行速度减慢,油耗上升
其实不论是什么船只,只要在水中航行一段时间,船体下放就会附着大量的海藻,上面会寄居着许多贝类、牡蛎等海洋生物,它们会将船体当做礁石,在上面安家落户。日久天长,这些海洋生物的数量就非常庞大,对于一些大型船舶,其船底附着的海洋生物可达数十吨,严重拖累船舶的动力。
(瓦良格号航母刚刚到达大连港时,船底都是海洋寄居生物)
对于这些海洋生物,目前没有一劳永逸的根治办法。通常情况下,人们会在船底涂抹一层含油微量毒物的油漆,防止海藻在上面存活。或者是增加船底的光滑度,让这些“海鲜”不容易附着在上面。
通过这些措施,确实可以在短期内阻止海洋生物附着在船底上。但是随着船体在水中浸泡的时间越长,这些微毒涂层会被海水稀释,所以过一段时间后又会长满大量海洋生物,尤其是船舶静止停在港口的时候,海洋生物就会在船底疯长。
这些海洋生物会增加船体重量,增大海水阻力,造成航母航行速度减慢,并导致油耗上升。更重要的是,这些海鲜还会爬满船舶的传动轴和螺旋桨,直接降低船舶动力。(远洋轮船船底是海洋生物的乐园)
而且它们也会对船体产生一定的腐蚀,这些软体动植物的触角会破坏船体的防锈涂层,造成船体大面积锈蚀。
除此以外,大量的船底寄居物还会影响船舶声呐系统的工作,以及抽水系统。
现代许多船舶需要海水当发动机冷却剂,而这些海水都是从船底抽上来的,大量的贝壳、牡蛎、海藻会阻塞船底的抽水口,也会降低滤网寿命。
正是由于海底生物对船舶行驶的危害,所以每隔一段时间,就必须对船底进行清理。
通常情况下,进行船底清理时会将船舶拖到船坞里面,然后用高压水枪和清理工具对船底进行清理。在清理结束之后,工人们会对船底进行除锈作业,将船底的铁锈刮干净,然后等待船底晾干。在船底晾干之后再涂抹防锈图层就可以了。