韓五記
上期我們看了看F-35在測試中的一些別樣圖片,彈射掛架假導(dǎo)彈,斑點涂裝大尾巴。這次我們來看一下F-35在生產(chǎn)過程中的一些照片,就沒幾張全身照嘍,而且半身照、特寫都沒幾張,多是大卸八塊的透視照。不過別看這些F-35零碎得不成形,卻很整潔,充分體現(xiàn)出一款最現(xiàn)代化的航空產(chǎn)品所蘊含的先進生產(chǎn)概念、精密技術(shù)工藝。
分工
F-35的一大特點就是多國合作。各個分段的生產(chǎn)裝配,是由美國及其它JSF項目伙伴國共同完成的。生產(chǎn)份額的多少,參考了各國在研發(fā)階段的投資金額,并不一定僅限于生產(chǎn)本國的F-35。具體分工是在2006年末F-35進入批量生產(chǎn)前確定的。
最后的總裝工作則主要在美國完成,下圖為洛馬公司位于德克薩斯州沃斯堡的總裝工廠。除美國外,意大利、日本也擁有總裝檢測線(FACO),但意大利的FACO只負責(zé)總裝意大利本國及部分歐洲國家的F-35,日本的FACO也只能夠總裝日本本國購買的F-35。
座艙蓋
F-35的座艙蓋由GKN生產(chǎn),是一種設(shè)計獨特的整體式座艙蓋,其外層為整體式,內(nèi)部卻有加強框。整體式座艙蓋有利于提高隱身性,但為什么要采用內(nèi)加強框呢?減輕重量是其中一個因素,另一個重要原因是
F-35B需要穿蓋彈射。
相比于傳統(tǒng)的拋蓋彈射,穿蓋彈射能夠節(jié)省0.3秒左右時間。對于懸?;蛘叽怪逼鸾登闆r下的F-35B而言,這0.3秒也是非常寶貴的,因此穿蓋彈射是一個必須的選擇。穿蓋彈射時,附著在艙蓋透明件內(nèi)部的微爆索將透明件炸裂,然后彈射座椅啟動。微爆索的裝藥量不能無限制增大,否則沖擊波和噪聲會超過飛行員的承受水平,甚至傷及飛行員。這也就意味著,透明件的厚度有一個極限值。世界上采用微爆索穿蓋彈射的戰(zhàn)機,其相應(yīng)位置透明件的厚度均在10毫米以下。然而,戰(zhàn)斗機的座艙蓋風(fēng)擋部位又有著嚴格的抗鳥撞、抗高速氣流沖擊要求,以F-22為例,其整體式透明件的厚度達到了約20毫米。
為了解決這對矛盾,F(xiàn)-35的座艙蓋采用了雙層設(shè)計外層的透明件為整體式,厚度滿足穿蓋彈射的需要;在風(fēng)擋方向又增加了內(nèi)層透明件,后端以內(nèi)加強框支撐。材料也選擇了航空有機玻璃,而非聚碳酸酯,以減小對飛行員的沖擊。這種設(shè)計在保證隱身性、穿蓋彈射安全性的同時,又減輕了重量,而僅僅犧牲了一定的視野。F-35又擁有光電分布式系統(tǒng)(EODAS)和頭盔顯示器(HMD),擁有“看穿機體”的能力,犧牲的這點視野也就無傷大雅了。
集成式裝配線
F-35采用了“脈動”式生產(chǎn)線,這是一種出現(xiàn)于本世紀初的移動式裝配方法,是精益制造原則在飛機生產(chǎn)中的應(yīng)用。在脈動式生產(chǎn)中,部件或飛機以固有節(jié)拍向前移動,拉動整條生產(chǎn)線精準、高質(zhì)量地協(xié)同工作,以提高生產(chǎn)效率。
諾斯羅普·格魯曼公司和BAE系統(tǒng)公司在2012年后分別建成了F-35中機身、后機身及尾翼的集成式裝配線(IAL)。集成式裝配線是一種大量使用自動化設(shè)備及機器人的脈動式裝配線。
BAE系統(tǒng)公司的裝配線在2013年建成,用于F-35尾翼裝配。它使用了一種懸掛式單軌系統(tǒng),讓后機身和尾翼實現(xiàn)“脈動”式移動。
像下圖中那樣,在固定的時間點,所有正在生產(chǎn)的部件都會被吊起到上方橙色的導(dǎo)軌上,并向前移動。
諾斯羅普·格魯曼公司的集成式裝配線則使用了另外的“脈動”方法,因為他們想避免懸掛式導(dǎo)軌系統(tǒng)和大型鉆子L機器人的位置沖突。利用一組精確制導(dǎo)的自動引導(dǎo)車(AGV),也就是下面這種黃色“平板車”,來實現(xiàn)生產(chǎn)部件的“脈動”。
上邊是測試中的黃色AGV。別看車上有不少東西,那只是夾具,并沒有F-35的部件。
左邊倆圖是AGV載著未完成的中段機身和夾具,沿著預(yù)設(shè)路線自動移往下一個站位。
洛克希德·馬丁公司的瑪麗埃塔工廠也使用AGV,用在F-35機翼分段的裝配線上。
左邊這座大機器是諾格公司用于中機身裝配的龍門式鉆床。F-35機體表面及進氣道的鉆孔工作,大部分由自動鉆孔機完成。
不過在狹小空間,比如進氣道內(nèi),就得依靠上邊這種專門設(shè)計的機器人(IDRD)。它一般兩臺成對使用,其中一臺使用激光頭測量鉆頭的位置,以保證打孔的精度??傃b
激光引導(dǎo)的電子對接系統(tǒng)(EMAS),負責(zé)將F-35的各個分段連接起來。下圖是沃斯堡工廠EMAS站位里的AU-1號F-35,澳大利亞的第一架F-35。
完成對接及一些系統(tǒng)的檢測后,基本成型的F-35會被吊到最后的移動式總裝線上。左圖就是這種總裝線,依靠一種可以連續(xù)移動的站位,進行連續(xù)移動的流水式生產(chǎn)。
飛機被放置于一個藍色的托架上,以便能夠進行收起起落架的測試。整個站位以及工具系留在一起,在自主移動車的牽引下直線向前移動。自主移動車的移動快慢可根據(jù)生產(chǎn)速率調(diào)整,最低能達到每小時僅2.54/N米,最快為每分鐘1.52米。
不過目前,只有少數(shù)幾個站位使用了這種連續(xù)移動的設(shè)計,整條總裝線暫時還是按照脈動的方式移動。左圖中,一架F-35C就剛剛向前移動了一個站位。
下圖是總裝線上的第100架F-35,編號AF-41,F(xiàn)-35A型,已經(jīng)在2013年11月份下線,預(yù)計將于2014年初完成首飛。當未來進入全速生產(chǎn)階段時,沃斯堡工廠的總裝線將擁有至少12個連續(xù)移動站位,它也將成為第一條連續(xù)移動的流水式戰(zhàn)斗機生產(chǎn)線。屆時,F(xiàn)-35將會達到每個工作日一架的下線速度。
檢測及噴涂
你可能早已注意到,F(xiàn)-35的“膚色”經(jīng)常像前面幾頁里那樣,青、灰交織的花色。
F-35的隱身涂料,都是由機器人噴涂的,左邊和下邊就是噴涂前后的效果。不過右圖里的F-35可不是真家伙,而是全尺寸玻璃纖維模型,用來測試自動噴涂機器人的。
由于尾翼、活動面都是在瑪麗埃塔工廠單獨完成噴涂,然后運到沃斯堡,因此我們在總裝線上看到的F-35經(jīng)常是披花衣的。
咱們先看右邊??傃b完成后,F(xiàn)-35就得進行重要的發(fā)動機地面試車。右邊是2012年5月,正進行試車的AN-1號F-35A,荷蘭的第架F-35。
然后我們比較一下左右兩圖。左邊是F-35C,和右邊的A型相比,尾鉤明顯要粗一些。這是因為空軍F-35A的尾鉤用在地面緊急降落時,緩沖長度要遠大于艦載機著艦時。
2013年4月,埃格林空軍基地內(nèi)等待起飛的8架F-35B。2013年,F(xiàn)-35在試驗進展和生產(chǎn)數(shù)量上都有良好的表現(xiàn),對保證2015年下半年F-35B的正式服役有著重要意義。endprint