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第二次世界大战中的英国战斗机工厂(第15章-共20章)木头的奇迹

 -战争机器- 2022-03-07

正文共: 4674字 40

预计阅读时间: 12分钟

  

德-哈维兰 "蚊子 "在1943年被权威人士称为世界上最快的作战飞机,是第一种投入使用的全木结构的现代一线作战飞机。 它是一种双引擎的中单翼机,有两个基本型号--轰炸型和战斗型。  在这两种型号中,有许多次要的型号,包括白天和夜间的轰炸机和侦察型。

从结构上看,该机最突出的特点是机身采用了德-哈维兰公司在战前研究的轻木夹层原理,并首次用于四引擎的信天翁民用运输机。  动力装置由两台罗尔斯-罗伊斯 "灰背隼 "发动机组成。
蚊式战斗机的武器装备是4门20毫米Hispano机炮和4挺勃朗宁.303机枪,不过有许多改型,包括用一门57毫米机炮代替20毫米机炮,只用两挺勃朗宁机枪作为弹道校正枪。

 

为美国第八航空大队改装的Mk XVI "蚊子",可安装H2X机载雷达,机翼下有额外的副油箱。

机身半壳体组装的第一阶段是将舱壁和内部结构的其他部件放在模具的槽中。

第二阶段是将内层和内层之间的结构安装到位。

 

蚊子机身建造的第三阶段是安装轻木填充物,形成夹层的中心部分。

在外壳安装到位后,再用柔性钢带在张力下覆盖,以提供所需的压力,将所有机身胶合元件粘合在一起。

在拼接机身之前,机载设备被安装在两个半机身部分内。在这张照片里的是一个轰炸型,但这个过程对战斗机和轰炸机都是一样的。在两半机身的中间,可以看到用于连接机翼的安装耳轴。

后面的地板被安装起来,方向舵和升降舵的操作装置被安装在驾驶舱的地板上,并且开始进行电线的铺设,以及氧气和液压系统的管道铺设。

从机身的尾部看,这个视图显示了将两个半壳拼接在一起的装配夹具。由五条箍带将两个半壳固定在一起,事实上,每条箍带都是由两条层压的木头半壳体固定在一起,从而通过可调节的转轴施加压力。

 

在6号舱壁上钻孔的水平和钻孔夹具已经就位,以便为水平尾翼前部安装点钻孔。

蚊子机身结构的一个重点是简化了装配,将控制电缆沿着机身的左侧布置,液压管道尽可能沿着右侧布置。

 

在固定夹具中的翼梁。

蚊子的机翼是非常独特的。 它是一体成型的,并且是基于传统的双翼梁和通常的翼间肋结构。  然而,受力的蒙皮与通常的结构类型不同的。  桦木胶合板外皮由间隔紧密的方形截面的花旗松弦杆加固,在机翼的上表面,这些弦杆被夹在双层外蒙皮中。在下表面,机翼蒙皮的外侧板具有相同的结构,但只有一层蒙皮。在翼展的中心部分,油箱被安置在翼梁之间,机翼下表面由油箱舱的受力盖完成。这些油箱是轻木夹层结构,螺栓边缘是抗剪材料。

在高架刨床上粗加工的翼梁。右图是在一个顶部支柱的延伸部分中,对照明灯安装凹槽进行打磨。

后翼梁组装的主要夹具。前面的倒置夹具是用来给翼梁的前部贴蒙皮的。

机翼的组装是在大型夹具中进行的,由于机翼有上反角,所以需要有角度校正平台。 翼梁非常简单地位于夹具底部每侧的块状物之间。  纵向位置是由前掠和斜面的组合以及翼梁顶部和底部的弦向锥度决定的。在翼梁的顶端留下了一点多余的长度,并在夹具中被修剪掉。  值得注意的是,每一半翼梁的总长度都保持了0.5毫米的公差。
翼梁通过楔子固定在夹具中,楔子的内表面和定位块都被打入翼梁中。翼梁之间的云杉木翼肋被放置在夹具上,使其位于翼梁表面的模板上。 甲虫胶--一种脲醛树脂胶--被涂在翼梁和翼肋以及机翼下蒙皮的底部,然后被铺设在位置上并拧紧,螺丝提供了接合处所需的压力。由于与以前使用的粘合剂相比,这种胶水需要更多的凝固时间,而且在凝固期间不能在拼接板上进行其他工作,因此有必要设计一种加速胶水凝固的方法,以避免在这个阶段产生瓶颈。
众所周知,合成胶粘剂的固化可以通过提高温度来加速,因此决定利用这一方法,采用某种形式的电加热。不过这个问题并不简单,因为直接对胶水进行加热是不可能的,而且需要考虑加热的区域在翼展上有很大的不同。 这个问题是通过在木板下端嵌入加热元件来解决的。

 

后翼梁的完整钻孔夹具。

从倒置的夹具上,翼梁被转移到钻孔夹具上,在那里为所有安装在翼梁上的金属配件钻孔,例如后部副翼的铰链托架。
衬板被提供给从翼梁的两个面上钻孔,翼梁被支撑并位于下面和两侧的每一对木垫之间。底部的垫子可以通过螺丝调整来提高或降低,以设置夹具中的翼肋的高度,夹具一侧的垫子可以用螺丝固定翼肋的位置。  纵向基准线和中心线的垂直基准线的设置,这两个基准线都是根据主装配夹具中的模板在翼面上布置的。  纵向基准线被设置安装在夹具底座上的指针上。
用颜色编码来区分不同钻头直径的衬套,并使用了一个手提式钻头。在15米长度上,用木头生产这些大型部件,公差为±1毫米,这是一项成就,反映了分包商的最大荣誉。

 

中心钻板的特写,以及后翼梁钻孔夹具上的位置。

在机翼夹具中的早期组装阶段。两根翼梁已经就位,大部分的翼肋已经安装在它们之间。

在一个单独的装配区域,翼肋被装入木制模板中钻孔,如图中所示。在中间的位置,桁条已经被放置在装配夹具的槽中,而在右边,层压板正在被安装在类似的位置。胶水被涂抹在桁条的顶面和蒙皮的底面,然后铺在桁条上,靠在桌子边缘的金属挡板上,用泵动螺丝刀拧下来。螺丝提供了所需的压力,从而形成了机翼蒙皮的内表面。

 

 

中心部分的桁条接头已经安装完毕,木制的楔形夹子已经就位,以便在胶水凝固时固定它们。

内壳中心部分的特写,显示木质楔形箍筋在桁条上的位置。

 

在胡桃木板上钻孔,以便在机翼上表面连接前机身。

 

将上表面的蒙皮贴在机翼上。

 

机翼装配车间--装配和安装工作在前台进行。

发动机和散热器整流罩被安装在机翼顶部表面,副翼和襟翼控制电缆被组装起来,但没有连接起来。  为了运送到装配车间,机翼被悬挂在天车上,处于垂直位置,并安装在两个转向架上,转向架上有发动机配件。  在涂料车间,通常的红色涂料、覆上蒙布和涂上伪装油漆,机翼从那里进入安装区。由于在车间里无法接触到护罩,所以在护罩后面的一个小的涂抹操作是在转向架上完成的。
然后完成了电气和液压系统的安装,并组装了发动机支撑杆。油箱也安装完毕。然后,机翼准备运往总装。

 

给一个已完工的机翼涂刷油漆。涂料车间里所有的灯都被玻璃遮挡住了,不会有火灾隐患。机翼被装在轮式转向架上从装配车间运出。

 

蚊子的机翼在发往总装区之前通过了设备安装的最后阶段。襟翼和副翼已经就位,但是翼尖还没有安装。


蚊子翼尖的装配夹具,其边缘是由多个层压件组成的。为了固定在机翼上,在机翼的内侧边缘安装了一个电木加固条,并在机翼上相应的凸缘内侧安装了一系列的锚定螺母,然后用螺钉将其插入。

蚊子起落架的支柱和配件的钻孔准备工作。

起落架的制造是一个简单的组装问题。从冲压车间收到的半套管的连接法兰和末端都已穿孔,准备进行组装,通过在法兰上插入维修螺栓或铆钉,开始临时连接一对冲压件。

夹具的特写,显示了在起落架上钻配件的夹具和衬套。

然后在一台台式挤压铆接机上完成了两半的铆接。
由于以这种方式从冲压件建立起来的组件在形状上的小差异几乎是不可避免的,所以在完成的套管的内部进行了一个尺寸校正操作。这项操作是在一台水平拉床上进行的,与其说是拉床,不如说是抛光,因为金属实际上并没有从外壳的内部移除。

 

对起落架柱外壳的内部形状进行测量。这是在一台水平拉床上进行的,通过拉动一个具有正确形状和尺寸的模具。

   

蚊子起落架柱的活塞管、活塞、复位橡胶和导向块组件。

   

带有外部外壳的完整起落架组件。

 

将起落架柱组件插入外壳。一包橡胶块及其相关的垫片被一个装配杆暂时固定住,该装配杆在最后组装后被从顶盖上取下。

在螺旋压力机中压缩橡胶的情况下,将外壳拧到导向块上。

尾翼组装的第一阶段--前支柱、机头肋板和前缘是作为一个单独的单元组装起来的。

尾翼的组装是在垂直固定装置中分两个阶段完成的。  前面的支柱已经被钻好了,机身上的连接装置首先被装配到现有的孔中。 机翼被定位到机腹的基准中心线上。  在夹具上还提供了外侧端部肋骨的位置,以控制总长度。这一点很重要,因为升降舵的角平衡与尾翼的尖端重叠,适当的间隙对于它们的工作是至关重要的。
肋柱已经在撑杆面上就位,机头肋板从它们和安装在夹具上的两段角铁所形成的槽口位置定位。 机翼从下面的几个点被支撑起来。肋板和机翼上的基准中心线的对齐决定了肋板和前缘弯曲的最终设置,然后用胶水和钉子将其固定在位置上。肋板边缘的最终成型和肋板轮廓的修整是在夹具上手工完成的,模板被用来检查每个肋板的轮廓。 与机翼前缘一样,首先在夹具外的机翼后缘上安装配件。 中心铰链配件,包括副翼的调整,然后是尾翼外侧的铰链支架。
在主装配夹具中,后翼梁位于这些铰链配件上,而前翼梁的前缘位于机身连接配件上。盒式肋板的组装是通过将它们滑入安装在每个翼梁的内侧翼肋上,并将它们粘合和钉牢。 翼肋轮廓的修整是通过手工塑形完成的。
蒙皮是用胶水涂抹的,也是用螺丝钉固定在结构上的。

 

在主要的尾翼装配夹具中,后翼梁、前缘和中间的翼肋被汇集到一起,成为完整的单元。

 

一排排的机头外壳正等待着与 "蚊子"装配。

一些后来的 "蚊子 "型号在机翼下挂载了的过载副油箱或一次性油箱。  关于这些装置的资料很少出现,事实上,许多人没有意识到它们是用胶合板单板模压而成的。  这种成型方式可能是英国首次将这种生产技术应用于复合曲率胶合板的制造。
为了便于制模,"蚊子 "油箱被分为头部和尾部,在其长度的中间位置进行了连接。  在高压锅中每次压制都要做两个类似的半模。  里面的外套首先被放置好,为了使整个组件稳定,在其开放的边缘用订书机钉在模具上。 其他两个被放在上面,然后是一个橡胶袋。 在橡胶上放下一个夹架,将其固定在平台上,并形成一个气密的连接。
然后通过抽出橡胶袋下面的空气来获得模具上的初始大气压力,之后将移动平台上的模具推入高压锅。  蒸汽和压缩空气被一起使用,以提供必要的热量和压力。  当模具在高压锅中时,另外两个模具正在外面的生产线上准备。这种工艺有几种变化,其中包括Duramold、Vidal和Timm。在Duramould工艺中使用的是母模,而在Timm和Vidal方法中使用的是公模。


副油箱的前部和后部之间的连接是在一系列螺旋升降机的压力下粘合的。

从篮子型夹具上对副油箱钻孔。

 

组装内部结构的第一阶段:在隔板挡板上涂抹粘合剂。

 

内舱壁挡板通过埋头螺钉和粘合剂固定在壳体上。

在副油箱的前半部分安装了一个加固结构,包括一个小的层压隔板或框架,有两根桁条。这个结构是作为一个独立的单元,然后用胶水和螺钉固定在副油箱外壳上。
正是在这个阶段,形成副油箱上部的壳体被组装起来。 在这个过程中,副油箱的头部被放置在一个木制的夹具中。  在头部加固结构上涂抹粘合剂,并将其插入头部外壳中。
当它处于正确的位置时,两根桁条被集中放置在单独的壳体和头部之间的连接处。 在壳体就位后,胶合板被标出钻孔,然后在修形前用螺丝钉和胶水粘住。

   

为了密封螺丝孔并使副油箱完全不受燃料影响,内部进行了防渗漏处理。 为了覆盖整个内部,油箱被固定在两个可旋转的支架上,这些支架被放在一个框架中。

这样就可以将副油箱倾斜到任何角度。一系列的位置遵循两个操作周期--慢速晃动和快速晃动。
在慢速晃动中,罐子在每个位置上停留5分钟,在快速晃动中,罐子从一个位置连续转动到下一个位置。  使用的是ICI的铬酸锌化合物,大约90升放在罐子里,然后将空气压力抽到0.07公斤/平方厘米用于第一次搅拌,0.14公斤/平方厘米用于第二次。
搅拌操作后,油箱被放置在一个干燥室中,空气流通过燃油管进入内部,并通过加注孔排出。  干燥需要四个小时的时间,在此期间,多余的化合物也被从油箱中排出。 


接下来对副油箱进行了压力测试,空气被泵入,压力为0.16公斤/平方厘米的压力,该压力必须保持20分钟而不低于0.14公斤/平方厘米。然后将这个木制副油箱外壳上覆盖织物,之后再进行压力测试。

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