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为什么佩里级护卫舰的76mm主炮在军舰中部？
佩里,应力,浮力为什么佩里级护卫舰的76mm主炮在军舰中部？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
为什么佩里级护卫舰的76mm主炮在军舰中部？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
原因其实很简单，拿来压秤的……
好吧，这是玩笑的说法，当然其实确实是用来增加舯部重量的，佩里级在重量分配上有个很严重的问题，就是两头沉，中间轻，首部的MK13多用途发射架加上40枚备弹，尾部的直升机甲板和机库等设施都是非常吃重量的，而作为主力的两台LM2500-30燃气轮机又比传统的柴油机或蒸汽轮机系统轻很多，导致佩里级全舰配重呈中间轻，两头沉的状态，这种状态在航行中穿浪时，往往导致舯部结构受力过大，容易在航行一段时间后造成舰体舯拱，会严重影响舰体寿命，所以在设计时，佩里级把主炮放在舯部上层建筑上方，希望能用主炮平衡配重，然而问题是……佩里级的配重不均衡实在太严重，一门主炮根本解决不了问题，早期生产的佩里级在航行一段时间后不同程度出现了舯拱……所以在后期亚型上，采用了加厚舯部钢板和结构骨架的措施(例如湾湾的成功级就采取了这一措施)，一方面增加舯部重量，一方面加强舯部结构，而较早建造的各舰，在入坞大修改造之前，就只能临时在舯部增加100多吨压仓铁来压秤了。
有人好像根本没搞明白，船舶设计中稳性配平和应力配平是两个概念好么？稳性配平做好了不等于应力配平就做好了，一条船可以看成是若干个由结构骨架固定连接起来的分段，每个分段都同时受到向下的重力和向上的浮力作用，对于整条船来说，所受重力和浮力是相等的，但是对于分段来说，所受重力是自身重量决定的，所受浮力是本分段排开水的体积决定的，这两者未必相等，所以所受浮力大于重力的分段就要分担重力大于浮力分段的受力差，而这个差值就是由连接分段的舰体结构来承担。我们可以把舰体分段简化为艏舯艉三个大段，从简单的受力分析就能看出，两头轻中间沉和两头沉中间轻的状态，重心都是可以落在舰体中部，也就是说不会对纵向稳性平衡造成影响，但是在舰体应力方面，如果我们把舰体看成一个扁担，那么两头重力大于浮力，中间浮力大于重力的状态，简化受力之后就相当于一个人挑着两桶水的状态，两桶水就相当于首尾重力和浮力之差，这个差值越大，扁担中部也就是舰体舯部受到向上的应力越大，这个受力超过了舰体结构承受能力，就产生了舯拱变形，如果两头太轻中间太沉，那么就相当于两个人抬着一桶水，这桶水就是舯部浮力和重力的差值，这个差值越大，舯部受到向下的应力越大，如果超过结构承受范围，就会产生舯垂，而且在船舶设计和配载时，不但要考虑到在静水中的船体所受应力不能超标，还要考虑到船舶在风浪中航行时，穿浪过程带来的应力变化。再回来说佩里级，佩里级采用了铝合金上层建筑和燃气轮机，大大减轻了重量，然而很不幸的是，这些减重都发生在舯部分段，虽然对于稳性平衡甚至有好处，但是却严重影响了应力配平，导致产生了舯拱的危险，所以佩里级设计时有意识的把主炮放在了舯部上层建筑的位置，试图以主炮的重量改善应力配平，但是这个设计并不成功，或者说只是勉强在静水条件下达成了应力不超标，佩里级早期批次各舰在航行一段时间后，不同程度的产生了舯拱现象，严重危及舰体寿命和航行安全，所以美国海军紧急修改了后续批次设计，增加舯部舰体钢板厚度和结构件重量强度，一方面给舯部增重以减小应力，一方面加强结构强度以提高承力，而已经服役的舰，则临时在舯部增加压仓铁来配平应力，等到入坞维修再更换钢板和结构件。
舯垂(1)和舯拱(2)示意图，对船体来说，舯垂变形超过设计标准会表现为舰底开裂，对于舰船更加危险，舯拱变形超标主要表现为船体上部或者上层建筑(比如佩里级这种大长度连续的上层建筑)开裂，1982年FFG10邓肯号在大风浪中上层建筑发生开裂，就是相当典型的舯部跨浪时舯拱变形超标，此后佩里级针对舯拱问题进行了改进。
回答于 2019-09-11 08:43:50
据说 佩里级护卫舰，设计建造过程中被断增加长度，后来军舰舰艏和舰尾的重量中，中部出现断裂的风险，因为龙骨不满足增加长度和后的性能需求。所以将舰炮装在军舰中部。另外佩里级主要是反潜。摇臂式防空系统，具备面防空能力
回答于 2019-09-11 08:43:50
佩里级在重量分配上有个很严重的问题，就是两头沉，中间轻，首部的MK13多用途发射架加上40枚备弹，尾部的直升机甲板和机库等设施都是非常吃重量的，而作为主力的两台LM2500-30燃气轮机又比传统的柴油机或蒸汽轮机系统轻很多，导致佩里级全舰配重呈中间轻，两头沉的状态，这种状态在航行中穿浪时，往往导致舯部结构受力过大，容易在航行一段时间后造成舰体舯拱，会严重影响舰体寿命，所以在设计时，佩里级把主炮放在舯部上层建筑上方，希望能用主炮平衡配重，然而问题是……佩里级的配重不均衡实在太严重，一门主炮根本解决不了问题，早期生产的佩里级在航行一段时间后不同程度出现了舯拱……所以在后期亚型上，采用了加厚舯部钢板和结构骨架的措施(例如湾湾的成功级就采取了这一措施)，一方面增加舯部重量，一方面加强舯部结构，而较早建造的各舰，在入坞大修改造之前，就只能临时在舯部增加100多吨压仓铁来压秤了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
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