（接第六部分）
2.7 其他
1）复合材料螺旋桨
海军舰艇的螺旋桨材料一直以来都是镍铝铜合金，存在着如加工复杂、叶片时花费高、叶片容易疲劳产生裂纹、声学阻尼性相对较差、振动时会带来噪音等问题。海军设计者们不得不考虑其它材料，其中最引人注目的材料是碳纤维复合材料。
碳纤维复合材料螺旋桨系统的设计和性能高度机密，近年来的研究进展未见公开发表。不过众所周知，碳纤维复合材料叶片中的纤维可以承受主要的水动力和离心力，承载的纤维可以沿叶片的不同方向敷设从而使应变最小，因此可以通过设计纤维排列和堆积的顺序来优化叶片性能。纤维排列的方向影响叶片的推力、有效螺距和翘曲。因此叶片的设计和制造需要精确，以确保获得最优性能。目前大批海军舰艇安装了CFRP螺旋桨，如登陆舰和扫雷艇。
图52 舰艇用碳纤维复合材料螺旋桨
2）高强度碳纤维绳索
碳纤维突出的特点是强度和模量高，密度小，耐腐蚀性能好，膨胀系数低，耐高温蠕变性能好，摩擦系数小，自润滑，导电性高等特点。由于碳纤维既具有高于钢铁的拉伸模量和几倍乃至数十倍的拉伸强度，又具有纤维的可编织性能，以此作为基体材料制作碳纤维绳索，恰好可弥补钢丝绳和有机高分子绳索的不足，得到高性能的碳纤维绳索。
文献检索表明日本已有相关碳纤维缆绳的 道，但技术保密非常严格，主要用途是海军军舰的缆绳和其他军用物品。
碳纤维绳具有一系列优异的使用性能。与结构和直径相差不多的钢丝绳相比较，碳纤维绳具有巨大的优越性。碳纤维绳的重量还不到钢丝绳的四分之一，使用时省力；前者的弯曲刚性仅为后者的四分之一，易于弯曲便于作业，此外碳纤维绳的断裂伸长比钢丝绳小得多，应力-应变曲线为一直线，直至断裂，中间没有屈服点，因此在多次重复使用时，不会有残余应变现象的发生。碳纤维复合材料绳索还具有良好的拉伸疲劳性能，在应力振幅小的条件下几乎没有疲劳现象发生，当应力振幅较大时也同样显示出优良的疲劳特性。碳纤维复合材料绳索耐腐蚀、不生锈和优良的耐候性也是钢丝绳无法与其相比的。
总之，碳纤维复合材料绳索，不仅重量轻，比强度、比模量高，而且耐腐蚀，在高温和低温环境中线膨胀系数小，性能稳定而柔软。具有传统绳索（天然纤维、有机纤维、无机纤维和钢丝绳等）无可比拟的优越性，将是传统绳索的更新换代产品。碳纤维绳索可以用于以下几个方面：支持（撑）性缆绳，如大跨度斜拉桥缆绳；增强混凝土，如海洋工程混凝土；舰船、海上作业船用缆绳；游艇支索；登山用绳索等。
图53 碳纤维缆绳（图片来自互联 ）
3）复合材料烟囱
复合材料烟囱具有质轻、成本低以及优良的热绝缘性能，而且能够削弱雷达信号，从而提高舰船的隐身性，已在MCMV上成功应用多年。Vis-by级和La Fayette级护卫舰的烟囱都采用复合材料夹层结构。当前目标是在大型军舰上使用复合材料烟囱。
图54 La Fayette级护卫舰采用复合材料烟囱
4）舰舱壁、甲板、舱门
此方面的应用正处于研究之中，优点是质轻20%~40%，更低的磁特性，火灾时热传导低，阻声性能更好；缺点是制造和安装的成本高20%~90%。CFRP和周围钢结构的联结处需要足够的抗内部冲击损坏的能力，此即为成本大幅增加的主要原因。
5）附件
许多海军正考虑将复合材料应用在武器外罩和甲板防护板上，及作为导弹冲击遮护板，以免受高速射弹和榴散弹的冲击。日本专家对于如何提升军舰的生存能力已做了具体研究论证，使用低成本成型法制造的复合材料为主体的上层船体构造在耐爆炸以及耐燃烧性能方面已经可以达到了军用舰船的使用标准。
图55 鱼雷壳体
6）方向舵
舰艇用复合材料方向舵正处于研发之中，预计其比现有的金属舵轻50%，成本低20%。
7）设备底座
一个复合材料的底座比同尺寸的钢底座轻58%，且可以提供足够的保护，使机械和设备免受水下冲击载荷、抵抗冲击损坏。此外由于它的阻尼性和无磁性，复合材料底座还能够降低舰艇的声音和磁特性。
8）热交换器
海军舰艇上的热交换器要经受严酷的海水腐蚀和侵蚀，因此维护费用高。由此还降低了使用寿命。美国海军正在考虑使用复合材料热交换器。
9）管道系统
复合材料在海军舰艇上的最早应用就是管道。1951，美国海军在一艘护航驱逐舰上安装了复合材料管道，望其比传统的黄铜管道便宜、质轻和更耐腐蚀。60年代，在提高了复合材料管道的质量和耐久性后，英国皇家海军将其安装在突击艇的压舱系统中。70年代早期，美国海军在其巡逻护卫舰上也安装了复合材料管道。据估计，复合材料管道的生产安装成本比黄铜或不锈钢管低15%～50%。
（未完待续）
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