Costruzione navale

1. 0 Applicazione sulle navi

I materiali compositi furono utilizzati per la prima volta sulle navi a metà degli anni '60, inizialmente per le tughe delle cannoniere di pattuglia. Negli anni '70 anche la sovrastruttura dei cacciamine iniziò a utilizzare materiali compositi. Negli anni '90, i materiali compositi erano stati completamente applicati al sistema di alberi e sensori completamente chiuso (AEM/S) delle navi. Rispetto ai materiali tradizionali per la costruzione navale, i materiali compositi hanno buone proprietà meccaniche e vengono utilizzati per fabbricare scafi. Sono leggeri e consentono un maggiore risparmio energetico e il processo di produzione è relativamente semplice. L'applicazione di materiali compositi nelle navi non solo consente di ridurre il peso, ma aumenta anche la azione stealth del radar a infrarossi e altre funzioni.

Le marine di Stati Uniti, Gran Bretagna, Russia, Svezia e Francia attribuiscono grande importanza all'applicazione dei materiali compositi nelle navi e hanno formulato corrispondenti piani di sviluppo tecnologico avanzato per i materiali compositi.

1.1 Fibra di vetro

La fibra di vetro ad alta resistenza ha le caratteristiche di elevata resistenza alla trazione, elevato modulo elastico, buona resistenza agli urti, buona stabilità chimica, buona resistenza alla fatica, resistenza alle alte temperature, ecc. Può essere utilizzata per gusci di mine in acque profonde, armature antiproiettile, scialuppe di salvataggio , recipienti ad alta pressione ed eliche, ecc. La Marina degli Stati Uniti ha utilizzato molto presto materiali compositi nella sovrastruttura delle navi e anche il numero di navi dotate di sovrastrutture composite è il più grande.

La sovrastruttura in materiale composito della nave della Marina americana era originariamente utilizzata per i dragamine. È una struttura in plastica rinforzata interamente in vetro. È il più grande dragamine composito interamente in vetro del mondo. Ha un'elevata tenacità, non presenta caratteristiche di frattura fragile e offre prestazioni eccellenti quando resiste all'impatto delle esplosioni sottomarine. .

1.2 Fibra di carbonio

L'applicazione di alberi compositi rinforzati con fibra di carbonio sulle navi sta gradualmente emergendo. L'intera nave delle corvette della Marina svedese è realizzata in materiali compositi, ottenendo capacità stealth ad alte prestazioni e riducendo il peso del 30%. Il campo magnetico dell'intera nave "Visby" è estremamente basso, il che può evitare la maggior parte dei radar e dei sistemi sonar avanzati (inclusa l'imaging termico), ottenendo l'effetto stealth. Ha le funzioni speciali di riduzione del peso, radar e doppia azione furtiva a infrarossi.

I compositi in fibra di carbonio possono essere utilizzati anche in altri aspetti della nave. Ad esempio, può essere utilizzato come elica e albero di propulsione nel sistema di propulsione per ridurre l'effetto delle vibrazioni e il rumore dello scafo, ed è utilizzato principalmente nelle navi da ricognizione e nelle navi da crociera veloci. Può essere utilizzato come timone in macchinari e attrezzature, alcuni dispositivi meccanici speciali e sistemi di tubazioni, ecc. Inoltre, le corde in fibra di carbonio ad alta resistenza sono ampiamente utilizzate anche nei cavi delle navi da guerra navali e altri articoli militari.

I materiali compositi in fibra di carbonio sono utilizzati in altre applicazioni delle navi, come eliche e alberi di propulsione su sistemi di propulsione, per ridurre l'effetto delle vibrazioni e il rumore dello scafo, e sono utilizzati principalmente per navi da ricognizione e navi da crociera veloci. Dispositivi meccanici speciali e sistemi di tubazioni, ecc.