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东成国际娱乐,美国海军强大的奥秘:50年锲而不舍的ManTech工业计划

发表于 2020-01-11 19:35:49

东成国际娱乐,美国海军强大的奥秘:50年锲而不舍的ManTech工业计划

东成国际娱乐,海军制造技术(mantech)计划是国防部mantech计划下属的计划之一,至今已连续运行50多年。20世纪50年代,美国的国防工业基础正处于30年代中期以来的最低点,对满足朝鲜战争带来的加速需求没有准备,以至于大多数美国军队在朝鲜战争的前几个月不得不使用二战时的装备美国国会很快对这种危机做出反应,通过法案鼓励促进国防工业的扩张以满足军事需求。最重要的一项是由杜鲁门总统于1950年签署的国防产品法案。

这项法案中最核心的内容就是通过改进生产方式和装备,提升新的军用材料和专用装备批量生产能力。依据这一法案及其修正案,美国国防部在50年代后期建立并开始不间断的滚动实施国防制造技术(mantech,manufacturing technology)计划。mantech计划是美国目前唯一致力于发展国防必需的制造技术、促进先进技术快速低风险应用于新系统及延长现有军用系统使用寿命的国防部计划。mantech计划的实施为提升美军武器装备研制的经济可承受性,降低武器装备釆办的风险做出了巨大贡献。

50多年来,mantech计划一直是确保国防部站在国防制造能力前沿的投资机制,也是国防部指导制造技术发展的重要政策。1998年,美国以法律形式规定,国防部长每年要为该计划制定一份年度性的五年计划,以确定国防制造技术发展的总目标、投资战略、技术优先权,评估机制等。这些滚动发布的五年计划有很好的延续性,战略重点主要放在“加工与制造”领域。加工与制造领域的目标是为各种武器平台全寿命周期起关键作用的金属材料、复合材料、电子元器件与装置等,开发低成本可靠的制造工艺。

海军制造技术(mantech)计划是为满足海军对平台、系统和设备的生产和维修需求而制定的计划,旨在通过开发、成熟化和转化关键制造技术和工艺来达到降低釆购成本和使用成本的目的。具体来说,海军mantech计划需要实现以下8个目标:提高武器系统和零部件采办与维护的经济性和及时性;通过掌握先进的制造工艺、技术和设备来降低国防部装备釆办、维护和维修费用;推进制造工艺的成熟化,填补从研发到全面生产之间的空白区间;降低新改进制造技术的推广和应用费用及风险,促进新厂房和新设备的资本投资和工业创新;保障国防部装备生产的制造技术符合安全、环境及节能要求;将mantech计划中的项目成果推广至整个工业界;提高制造领域工作人员的技能、教育和培训水平;通过向需求最大、效益最高的领域直接投资,满足国防需求。

在最近的十年里,海军mantech计划的投资重点在于为关键武器装备平台降本增效,关注的平台包括“弗吉尼亚”级潜艇/“俄亥俄”潜艇替代艇、ddg51及ddg1000级驱逐舰、“福特”级航母、近海战斗舰、联合攻击战斗机,另外根据最新发布的2016财年海军mantech计划项目书,未来几年还可能将ch-53k重型直升机平台也纳入计划的关注范围。

以近年来降本增效效果显著的“弗吉尼亚”级潜艇平台为例,在海军mantech及其推广中心、通用动力电船公司、亨廷顿公司纽波特纽斯船厂、“弗吉尼亚”级潜艇办公室等部门的协同合作下,海军mantech计划为“弗吉尼亚”级潜艇实施了70个项目,其中32个项目获得实际应用,将每艘“弗吉尼亚”级潜艇的釆购成本降低了2770万美元。

海军mantech计划由海军研究署的技术转化办公室管理,海军研究署署长直接监督运行。在具体项目实施方面,主要依靠下属的7个推广中心,包括海军造船技术中心、复合材料制造技术中心、光电中心、电子设备制造产能设施中心、含能制造技术中心、制造与维护技术研究所、海军金属加工中心。

这7个推广中心是海军mantech计划的重要枢杻,它们与工业界、学术界、海军研究机构合作,开发新的生产工艺和设备,并进行技术转化。推广中心的主要任务包括:实施具体项目并管理项目团队;为企业提供技术领域专家;与釆办项目办/工业界协作解决生产中的实际问题;按海军具体要求开发和演示制造技术解决方案;为海军和工业界提供咨询服务;促进研发技术的转化。

近10年来,海军mantech计划总共投资了388个项目,总投入额近5.5亿美元,其中超过60%的项目都是针对航母、大型驱逐舰和潜艇这三大平台开展的。通过分析项目数量分布的变化情况可以看出,针对航母的项目逐渐减少,在总项目的占比显著降低,从2007年的36%降至2016年的10%;针对大型驱逐舰的项目呈现先减少后逐步回升的趋势,并在2012年达到最低值(6个),在总项目的占比仅为7%;针对潜艇的项目呈现先急剧增长后稍有减少最后趋于平稳的趋势,在2010年达到峰值(33个),在总项目的占比达到35%。

纵观近十年来海军制造技术计划开展的项目研究,不难发现该计划开发的技术主要是针对各关键武器装备平台的,致力于解决关键平台的实际问题,包括焊接、材料加工与改进、表面处理、设备和工业化生产等。

在焊接技术方面,主要包括焊接工艺、焊材、变形控制、焊接设备和系统四个方面的研究。美国海军一直致力于开发新的焊接工艺以提高焊接效率,如串联式气体保护焊(gmaw)、新型钎焊•、铝热焊、金属极气体保护焊(smw)、激光焊接、高热输入焊接技术、混合激光焊接、搅拌摩擦焊等。随着新的焊接工艺的开发,需要研制出相匹配的焊接材料,美国海军自主研发出硬度更高的药芯焊丝电弧焊焊条、高强度钢用低成本低锰药芯焊丝、满足弹道要求的金属极气体保护焊用焊条(mil-10718-m)等焊接材料。焊接变形是一直困扰海军的问题,海军长期资助变形控制相关技术的研究,主要针对薄板变形控制、舰艇厚板结构的焊接变形预测、薄钢板结构的加热张紧技术等。此外,美国海军还进行了焊接设备和系统开发方面的研究,开发出远程焊接预热控制系统、基于网络的焊接工艺系统、便携式焊接检测系统、小型金属电弧焊((maw-p)系统等。

在材料加工与加工技术改进方面,主要进行了复合材料、金属、电子元器件三个方面的研究。复合材料的利用主要是为了实现减重,美国海军先从是否满足防火和弹片防护的要求等角度评估了复合材料在舰船上应用的可行性,随后开展了复合材料在cvn78舰岛围舱壁、cvnehf天线平台、ddg1000驱逐舰集成甲板室和机库、综合声纳导流罩、雷达天线罩等的应用研究。作为舰船的主要结构材料,海军在金属材料领域一方面致力于改进现有的钢种,开发性能更高的、更满足需求的钢种和钢结构,如hsla-65钢、hsla-115钢、激光焊接波纹夹芯板等。

另一方面,也致力新的钢种和合金的开发及应用研究,如弹道防护用高强度高韧性海军用钢、625合金等。同时,海军还开展了许多金属加工工艺的研究,如ddg1000上钢制结构先进连接方法、航母飞机升降舵开裂修复、灵活的基础设施履带系统制造等。海军在电子元器件方面的投资力度较大,项目多周期短经费高,主要是针对高功率sic二极管和能量转换晶片\锗化硅基相控阵天线、连续波照明器发射机升级、an/spy-1d(d(v)发射器的固态操作开关、雷达数字接收机与激发器制造开展了研究。

在表面处理技术方面,主要包括防腐防污防滑等保护涂层的性能改善、新的涂层工艺的开发、涂层去除技术的改进三个方面。在保护涂层性能改善方面,开展了大量的研究,如临时性保护涂层、长寿命防滑涂层、航母压载水舱涂料、快速固化内部甲板涂层、501-k34燃气轮机的高温部件腐蚀防护、热损伤防护涂层、gtc耐磨涂层等。在新的涂层工艺开发方面,进行了推进器尾轴的复合表面处理工艺、原子沉积涂层工艺研究。在涂层去除技术方面,开展了千舷防滑涂层去除系统、激光除漆技术等的研究。

在自动化设备和工业化生产方面,主要包括设备设施的自动化和生产流程的优化两方面。在设备设施自动化部分,海军开展了艇体建造优化、改进管道装配工艺、板边预加工改进等研究。在生产流程优化部分,海军开展了面板加工线流程改进、厚板自动刨焊根、透明装甲窗口的改进安装、改进焊工生产效率等研究。





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