建造前的準備
在20世紀50年代中期,在蘇聯(lián)對中國進行大規(guī)模的工業(yè)項目援建時,國家將渤海造船廠、為快艇和潛艇提供主機的柴油機廠、大口徑火炮的建造廠列入了蘇聯(lián)援建的156項重點工程中。除此之外,中國還自籌資金和人才,對民國遺留下來的江南造船廠等原有造船企業(yè)進行了技術升級和改造,使其具備了建造現(xiàn)代化艦船的條件。這些具有前瞻性的項目規(guī)劃,為60年代后期051型驅逐艦的建造打下了物質基礎。
051型驅逐艦首艦在大連造船廠建造。大連造船廠不僅負責總裝,還承擔了30余項設備的研制,如輔鍋爐、舵機、錨機、絞盤、消磁設備等。此外火炮的輸彈機和導彈的旋轉發(fā)射裝置,大連造船廠也承擔了一部分研制生產任務。此外,大連造船廠還擔負著總結建造經驗、編寫施工技術標準的任務,為后續(xù)上海、廣州的造船廠建造051型驅逐艦提供技術指導。
051型驅逐艦上需要新研制的設備包括動力、材料、觀通、導航、雷達、指揮儀、火炮、導彈發(fā)射裝置等等多達110余項。其中主動力裝置由于海軍的提早規(guī)劃,在開工建造前已由相關科研院所和生產廠家開展了仿制和制造。建造主船體所用的903鋼材也已試制成功。但其它的許多系統(tǒng)設備,在051型驅逐艦開工之時,仍是空缺。尤其是雷達、電子和武器,當時大部分沒有研制定型,甚至有很多設備尚未落實研制單位。這造成051型驅逐艦的艦體建造與艦載設備的研制幾乎是同時并進,甚至有的設備研制、制造進度遠遠落后于艦體的建造進度。造船廠要在有限的時間內完成051型驅逐首艦的建造,難度可想而知。
由于051型驅逐艦是“邊建造邊研制”的,大連造船廠臨時調整科室職能,選派技術骨干與資深車間工藝員,成立了“船研所”。船研所一成立,成員即被派到全國各地的分系統(tǒng)設備的設計、生產單位,去查資料、看圖紙,全面了解051型驅逐艦的設計方案情況和分系統(tǒng)設備的生產情況。
在進行了全國范圍的調研后,在廠總工程師辦公室的組織下,船研所研究了建造的全部技術細節(jié)和工程規(guī)劃,決定在大連造船廠的1號船臺建造第一艘051型驅逐艦。
在首艦上船臺之前,有一個問題必須解決:艦艇以何種方式下水。這涉及到是否要對船臺進行必要的技術改造。051型驅逐艦雖然滿載排水量3000多噸,但全長達到130米,長度與萬噸級貨輪相當。此外,051型驅逐艦艏部有一個凸出于艦體輪廓之外的球鼻艏,這又給船臺施工和下水提出了一個難題。采用船塢建造方式可以解決球鼻艏下水時的安全問題,但此時大連造船廠還沒有大型建造塢,因此只能采取船臺建造、滑動下水方式。如果要讓051型驅逐艦在安裝球鼻艏的情況下下水,就要加高船臺的施工底座,這項改建工程需要耗費幾個月時間。為縮減工期,大連造船廠決定選擇不安裝球鼻艏的下水方案,即艦體在完工之后,對艦首水下部分做必要的密封后下水,球鼻艏聲納在舾裝的時候再行安裝。
為了保證新材料903型鋼材能正常加工、焊接、安裝,大連造船廠焊接實驗室進行了一系列試驗,包括自動焊、十字接頭、異鋼特種焊等。在單個加工工藝的實驗完成后,船廠又在車間內用903型鋼材,在一艘0111型火炮護衛(wèi)艇上做了分段焊接實驗。為摸清加工工藝性能,還做了冷熱加工性能試驗。技術摸底工作完成后,供應部門按技術設計訂貨單,抓緊開展材料設備的訂貨。船體線型及結構圖紙下放大連造船廠后,為解決設備、管路、電纜間的相互摩擦問題,船廠還在車間開始對管路進行預制,并在國內首次實現(xiàn)了綜合放樣工藝。在前期的準備工作就緒后,1968年12月,中國設計建造的第一艘051型驅逐艦在大連造船廠開工建造。
建造中消除技術缺陷
051型首艦的建造過程并不是一帆風順的。該艦的設計采用縱骨架式結構,主體由903型鋼材構成,尾部推進軸的支架為高強度鑄鋼制成,與船體鉚接在一起。全艦有多達9個的總段、59個分段,船臺工作量很大。該艦甲板與舷側用角鋼鉚接,艦首有球鼻艏結構,中部安裝減搖鰭并在艦體內設置有減搖鰭控制箱,這些都是以往建造的快艇、火炮護衛(wèi)艦上沒有的新設備。
在051型驅逐艦的設計圖紙上,該艦應采用總段合攏方式建造,但大連造船廠在考察該艦的總體構造后,結合大連造船廠的實際情況,決定采用以第5底部分段為基準,向兩端延伸的塔式建造法。該艦的龍骨、骨架伸出方向隨之也作了修改,使之有利于吊車裝配。球鼻艏由于考慮到船臺尺度的限制,大連造船廠決定在船臺施工時先不安裝,等到下水舾裝階段再裝。
1969年6月,已經開工6個月的首艦工程在大連造船廠1號船臺鋪設龍骨,開始了船臺施工。就在船臺全面開展分段建造后,發(fā)現(xiàn)了某種型號船板的原設計采用的是回火工藝,其屈服強度低于設計要求。按903鋼材的技術規(guī)范,該船板應當采用正火工藝。而在發(fā)現(xiàn)這一技術缺陷時,這些船板已有相當一部分安裝在了各個分段上。六機部立即召開緊急會議,商討解決方案。在明確實驗數(shù)據(jù)無誤后,會議決定,對已安裝在艦上的回火板可做保留,但必須對已安裝回火板的機艙、兩側甲板等部位,采用再加厚的辦法予以解決。后續(xù)建造過程中,新下料的鋼板一律采用正火工藝。好在這種型號的船板原設計厚度不大,已安裝的數(shù)量也不多,對薄弱部位的加厚沒有造成太嚴重的艦體增重。
1969年12月,首艦主船體及上層建筑合攏完畢,進入確定軸線、安裝軸系及主機座階段。這要利用許多可拆板開口,按照一定的工藝程序進行艙內安裝。如主機艙內必須先安裝鍋爐和除氧器,然后再安裝主機。輔機也需要按照一定的安裝程序安裝。電站及其他專業(yè)艙室也是如此,電站內要先安裝汽輪發(fā)電機、配電盤、露水蒸發(fā)裝置,然后再安裝柴油發(fā)電機。副鍋爐艙設備必須在前電站柴油發(fā)電機安裝前有可拆板吊入。
這就使得各個分系統(tǒng)的開始安裝時間、安裝完成時間、可拆板封閉時間都必須非常精確。這對當時的大連造船廠是前所未有的復雜工程。051型驅逐艦全艦共有1240項設備,管路總長度達25千米,電纜總長度達160千米。為進一步提高建造效率,大連造船廠將主干電纜改為舷側敷設方式。雖然首艦建造在國內首次采用了綜合放樣工藝,采用預制管路、船體建造時就確定了管線走向,但在實際安裝中仍非常費時費力。
與“拖延癥”作斗爭
至1969年底,在船臺施工6個月后,051型驅逐艦首艦的艦體已接近完成。但此時多項配套設備出現(xiàn)了交付延誤,不能適應艦體的進度要求。這勢必影響到051型首艦的下水日期——按照建造計劃,大連建造的首艦應于1970年8月1日下水。1970年1月23日,造船工業(yè)領導小組在大連召開會議。核心議程是抓配套設備的交付進度,為此提出的口號是“以船體促設備”。會議統(tǒng)計051型驅逐艦配套設備的交付情況,得出的結果是配套設備已完成了50%,67項主要設備中有55項可以滿足首艦按期下水的要求。但在會上,配套設備的研制單位上報的情況卻又令人感到憂慮。這些未交付的設備中的大部分,研制單位表示雖然可以趕在8月1日前交付,但具體的交付日期卻都集中在1970年5、6、7三個月,這對于船廠的總裝工作來說,時間太緊了。
會議以公文的形式要求各設備研制單位加快研制進度,及早將設備制造出來、發(fā)到船廠。實際上,不僅全國各地的協(xié)作單位在設備交付方面有所拖延,大連造船廠自己承擔制造的30多項設備,其中一部分由于技術難度大,在制造和實驗時也遇到各種問題和困難。如副鍋爐遇到原材料問題,造水裝置在試驗時達不到指標。液壓錨機、舵機及減搖設備,在試制成功后,由于液壓元件不過關而頻繁發(fā)生故障,不得不重新進行調試以解決問題。大連造船廠承擔制造的130毫米主炮輸彈機,其液壓缸及零部件由于加工要求高,設計上存在不合理之處,造成工藝難度很大,反復試制之后仍然不能完全滿足技戰(zhàn)術要求。為了保證總進度,大連造船廠組成了一個技術學習團,赴上海有關單位學習交流,并請上海方面協(xié)助安裝主動力裝置的實驗設備,以及其他動力機械的陸上試驗。
除主動尋求幫助外,大連造船廠還盡量協(xié)助其他配套設備的研究制造單位,以保證配套設備按期交付。如051型驅逐艦的尾軸、中間軸和推進器的制造廠由于遇到了技術難題,造成設備遲遲未能制造成功。為避免這些設備的交付日期延誤,大連造船廠派出工人前往工廠協(xié)助改進加工工藝、控制加工質量,促成上述設備在最后期限之前交付給大連造船廠。當然,更常見的保進度辦法是“催”,大連造船廠與各駐廠軍代表室聯(lián)絡,讓軍代表加緊催促各廠抓緊進度,以保證051型驅逐艦首艦的建造。
首艦下水與舾裝
在克服種種困難后,051型驅逐艦首艦的配套設備終于如期運抵大連造船廠,部分設備在船廠和上級部門的嚴令要求下,交付日期還稍有提前,這給大連造船廠完成最后的設備安裝、艦體可拆板封閉工作提供了便利條件。
為了確保下水安全,大連造船廠總結過去的艦船下水流程并加以改進。此前的大型船舶下水時,采用的是機械止滑器,可讓大型船舶在下水后停止滑行。考慮到051型驅逐艦的尺度與以往的船舶有很大不同,而1號船臺所正對的港灣寬度并不大,必須讓下水的船舶在很短的距離內停下來,才不至于沖到港灣的對岸擱淺。為此,新研制了為051型驅逐艦定制的機械止滑器。在下水前,大連造船廠對機械止滑器進行了操作實驗,證明該設備完全可以滿足2000噸左右、130米長的船體下水止滑要求。
首艦還在下水前支架加掛了031型常規(guī)潛艇下水用的鉸鏈,以進一步減緩驅逐艦艦體下水時的最大滑行速度。為此大連造船廠特地進行了水池試驗,以大略估計鉸鏈的減速效果。在下水前,還要在下水滑道上涂抹油脂,以減小摩擦阻力使艦體順利向水中移動。油脂到底涂多少,這也是一個需要解決的新問題。油脂太多、摩擦阻力太小,艦體的滑行速度就會太快,油脂涂抹太少,又有可能造成艦體無法正?;瑒?。這最后也是通過實驗室模擬得到解決。
在一切工作準備就緒后,1970年7月30日,051型驅逐艦首艦(由于當時“文革”的大背景,051型驅逐艦首艦沒有正式命名,只確定了舷號為223)順利下水。這是新中國自行建造的第一艘導彈驅逐艦,也是中國有史以來建造的最大的水面戰(zhàn)斗艦艇。在051型驅逐艦之前,中國建造的最大艦艇是清末建造的“平遠”號裝甲巡洋艦和民國時期建造的“寧?!碧栞p巡洋艦,排水量都不超過3000噸。
首艦下水后,隨即被拖船轉移到船塢中,切除下水支架,開始艦體水線以下設備的后續(xù)安裝。首先是球鼻艏及其中的聲納換能器,然后是尾軸、推進器和舵。這三項正是此前制造工作遭遇挫折、不得不讓大連造船廠派出技術組前往支援才如期交付的設備。與此同時,下水后空出的1號船臺又開始了新一艘051型驅逐艦的建造工作。
水線以下的設備安裝完成后,首艦轉移出塢,靠泊在舾裝碼頭開始后續(xù)的建造工作。但此時,051型驅逐艦預定安裝的130毫米主炮、57毫米高炮和雷達、電子系統(tǒng),都遠遠未達到可裝艦的程度。既然這些設備的到位、安裝還需要等很久,大連造船廠就提前開始了首艦的系泊試驗。從8月份開始,首艦進行了柴油發(fā)電機動車供電、主/副鍋爐點火、洗爐工作。在上述試驗獲得成功后,又進行汽輪發(fā)電機組動車試驗、供電。在艦上的動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)試驗成功后,艦上已安裝的機電設備也逐一進行試驗。
1970年12月25日,首艦進行了第一次試航。在開出海之后,艦上的鍋爐、蒸汽渦輪、電力系統(tǒng)工作正常。但推進系統(tǒng)卻出了故障,軸瓦被燒壞,不得不提前結束試航返回。在入塢檢修后發(fā)現(xiàn),是由于該艦的軸系存在傾斜度,因而在軸系工作、推動艦艇前進時,推進軸周邊的受力不均勻,這導致刮油潤滑系統(tǒng)失效,軸瓦在摩擦中產生高溫被燒壞。為了徹底清除隱患,入塢后造船廠將尾軸管中的橡皮軸承更換成鐵梨木軸承,才避免了摩擦過熱燒壞的問題。
鐵梨木軸承是用產于南美的鐵梨木亞種——愈瘡木制成。愈瘡木極其堅硬耐磨,且抗腐蝕、抗蟲蛀,是優(yōu)良的軸承密封材料,現(xiàn)在南美出產的愈瘡木80%被用作造船。但在上世紀60年代,中國的海上貿易通道并不通暢,無法直接從南美進口愈瘡木。正因為如此,051型驅逐艦在設計時,決定采用橡皮軸承+潤滑系統(tǒng)的設計。但經過試航,證明橡皮軸承用在小型快艇上勉強合格。用在驅逐艦上時,由于驅逐艦主軸直徑大、震動大,橡皮軸承不能正常使用,必須采用進口鐵梨木制作軸承。
當時,中國大陸通過香港中轉獲得了一批愈瘡木,后來又開始在南方選擇與南美氣候相似的區(qū)域,試圖自行種植愈瘡木。
試驗與交船
在軸瓦過熱的問題解決后,首艦的后續(xù)測試與試航工作再次啟動。1971年1月下旬,開始051首艦的發(fā)電機交裝試驗。2月起,進行輔鍋爐、安全閥、汽輪機輔機及電動輔機、蒸餾水制造裝置等設備的試驗。3月,進行發(fā)電機并車試驗及船舶裝置、甲板機、輸彈機、船舶各種系統(tǒng)、無線電觀通導航設備的系泊試驗。8月,完成了錨機、舵機、減搖鰭、主動力裝置、主/輔機等設備的系泊試驗交驗。
1971年9月,在所有設備通過驗證后,首艦的試航工作再次開始。先后進行了測速、慣性、操縱性等試驗。該艦的主動力裝置、各種輔機、蒸餾水制造裝置都接受了考驗。
在試航中,難度最大的項目是該艦的最高航速測試。按一般的試航原則,驅逐艦的最高航速測試應在水深較大的遠海進行。但問題在于,當時中國海軍并無測量船、空中測速飛機等遠海精確測量艦艇航速的設備,只有依靠岸基雷達站和光學測量裝置進行測速。因此,051型驅逐艦的最高航速測試只能在近海進行。在測試過程中,由于近海水淺,高速航行的首艦產生了興波效應,一度出現(xiàn)劇烈的顛簸。為了保證最高航速測試的準確度,艦上的指戰(zhàn)員精心操控戰(zhàn)艦,盡最大可能降低顛簸,最終獲得了一段穩(wěn)定的直線航行狀態(tài),從而較為精確地測出了該艦在主機最大功率下的實際航速。
在高速測試中,051型首艦的主機最高轉速達到了294轉/分,與原蘇聯(lián)的設計指標301轉/分有一定的差距。艦上的導航、通信、雷達、聲納設備及指揮儀也都通過了測試。但試航中也發(fā)現(xiàn),該艦在高速航行時艦尾的震動較大,超出了原設計的震動幅度。為此,在試航結束后,造船廠又對軸架上部結構進行了加強,順利解決了這一問題。
此外,在試驗中還發(fā)現(xiàn)右舵外側舵板撕裂脫落,上方腐蝕嚴重。在進入船廠進行補焊的同時,造船廠也對這一現(xiàn)象進行了研究,最后發(fā)現(xiàn)這是螺旋槳根部出現(xiàn)空泡導致的剝蝕現(xiàn)象,決定將螺旋槳根部磨光、開減壓孔,最后解決了這一問題,并在一定程度上降低了該艦螺旋槳轉動時的噪聲數(shù)值。在蘇聯(lián)解體后,中國從俄羅斯獲得了一批舊檔案和技術資料,這才發(fā)現(xiàn)051型驅逐艦的蘇聯(lián)原型——56型驅逐艦,直到退役都沒有完全解決這一問題,只能靠局部加固,以及勤更換損壞撕裂的舵板來進行解決。
經過一年多的系泊試驗和試航,1971年12月31日,051型驅逐艦首艦正式向海軍交船。至此,051型驅逐艦首艦終于走出了大連造船廠,加入了人民海軍的艦艇序列。