论文部分内容阅读
上期我们看了看F-35在测试中的一些别样图片,弹射挂架假导弹,斑点涂装大尾巴。这次我们来看一下F-35在生产过程中的一些照片,就没几张全身照喽,而且半身照、特写都没几张,多是大卸八块的透视照。不过别看这些F-35零碎得不成形,却很整洁,充分体现出一款最现代化的航空产品所蕴含的先进生产概念、精密技术工艺。
分工
F-35的一大特点就是多国合作。各个分段的生产装配,是由美国及其它JSF项目伙伴国共同完成的。生产份额的多少,参考了各国在研发阶段的投资金额,并不一定仅限于生产本国的F-35。具体分工是在2006年末F-35进入批量生产前确定的。
最后的总装工作则主要在美国完成,下图为洛马公司位于德克萨斯州沃斯堡的总装工厂。除美国外,意大利、日本也拥有总装检测线(FACO),但意大利的FACO只负责总装意大利本国及部分欧洲国家的F-35,日本的FACO也只能够总装日本本国购买的F-35。
座舱盖
F-35的座舱盖由GKN生产,是一种设计独特的整体式座舱盖,其外层为整体式,内部却有加强框。整体式座舱盖有利于提高隐身性,但为什么要采用内加强框呢?减轻重量是其中一个因素,另一个重要原因是
F-35B需要穿盖弹射。
相比于传统的抛盖弹射,穿盖弹射能够节省0.3秒左右时间。对于悬停或者垂直起降情况下的F-35B而言,这0.3秒也是非常宝贵的,因此穿盖弹射是一个必须的选择。穿盖弹射时,附着在舱盖透明件内部的微爆索将透明件炸裂,然后弹射座椅启动。微爆索的装药量不能无限制增大,否则冲击波和噪声会超过飞行员的承受水平,甚至伤及飞行员。这也就意味着,透明件的厚度有一个极限值。世界上采用微爆索穿盖弹射的战机,其相应位置透明件的厚度均在10毫米以下。然而,战斗机的座舱盖风挡部位又有着严格的抗鸟撞、抗高速气流冲击要求,以F-22为例,其整体式透明件的厚度达到了约20毫米。
为了解决这对矛盾,F-35的座舱盖采用了双层设计外层的透明件为整体式,厚度满足穿盖弹射的需要;在风挡方向又增加了内层透明件,后端以内加强框支撑。材料也选择了航空有机玻璃,而非聚碳酸酯,以减小对飞行员的冲击。这种设计在保证隐身性、穿盖弹射安全性的同时,又减轻了重量,而仅仅牺牲了一定的视野。F-35又拥有光电分布式系统(EODAS)和头盔显示器(HMD),拥有“看穿机体”的能力,牺牲的这点视野也就无伤大雅了。
集成式装配线
F-35采用了“脉动”式生产线,这是一种出现于本世纪初的移动式装配方法,是精益制造原则在飞机生产中的应用。在脉动式生产中,部件或飞机以固有节拍向前移动,拉动整条生产线精准、高质量地协同工作,以提高生产效率。
诺斯罗普·格鲁曼公司和BAE系统公司在2012年后分别建成了F-35中机身、后机身及尾翼的集成式装配线(IAL)。集成式装配线是一种大量使用自动化设备及机器人的脉动式装配线。
BAE系统公司的装配线在2013年建成,用于F-35尾翼装配。它使用了一种悬挂式单轨系统,让后机身和尾翼实现“脉动”式移动。
像下图中那样,在固定的时间点,所有正在生产的部件都会被吊起到上方橙色的导轨上,并向前移动。
诺斯罗普·格鲁曼公司的集成式装配线则使用了另外的“脉动”方法,因为他们想避免悬挂式导轨系统和大型钻子L机器人的位置冲突。利用一组精确制导的自动引导车(AGV),也就是下面这种黄色“平板车”,来实现生产部件的“脉动”。
上边是测试中的黄色AGV。别看车上有不少东西,那只是夹具,并没有F-35的部件。
左边俩图是AGV载着未完成的中段机身和夹具,沿着预设路线自动移往下一个站位。
洛克希德·马丁公司的玛丽埃塔工厂也使用AGV,用在F-35机翼分段的装配线上。
左边这座大机器是诺格公司用于中机身装配的龙门式钻床。F-35机体表面及进气道的钻孔工作,大部分由自动钻孔机完成。
不过在狭小空间,比如进气道内,就得依靠上边这种专门设计的机器人(IDRD)。它一般两台成对使用,其中一台使用激光头测量钻头的位置,以保证打孔的精度。总装
激光引导的电子对接系统(EMAS),负责将F-35的各个分段连接起来。下图是沃斯堡工厂EMAS站位里的AU-1号F-35,澳大利亚的第一架F-35。
完成对接及一些系统的检测后,基本成型的F-35会被吊到最后的移动式总装线上。左图就是这种总装线,依靠一种可以连续移动的站位,进行连续移动的流水式生产。
飞机被放置于一个蓝色的托架上,以便能够进行收起起落架的测试。整个站位以及工具系留在一起,在自主移动车的牵引下直线向前移动。自主移动车的移动快慢可根据生产速率调整,最低能达到每小时仅2.54/N米,最快为每分钟1.52米。
不过目前,只有少数几个站位使用了这种连续移动的设计,整条总装线暂时还是按照脉动的方式移动。左图中,一架F-35C就刚刚向前移动了一个站位。
下图是总装线上的第100架F-35,编号AF-41,F-35A型,已经在2013年11月份下线,预计将于2014年初完成首飞。当未来进入全速生产阶段时,沃斯堡工厂的总装线将拥有至少12个连续移动站位,它也将成为第一条连续移动的流水式战斗机生产线。届时,F-35将会达到每个工作日一架的下线速度。
检测及喷涂
你可能早已注意到,F-35的“肤色”经常像前面几页里那样,青、灰交织的花色。
F-35的隐身涂料,都是由机器人喷涂的,左边和下边就是喷涂前后的效果。不过右图里的F-35可不是真家伙,而是全尺寸玻璃纤维模型,用来测试自动喷涂机器人的。
由于尾翼、活动面都是在玛丽埃塔工厂单独完成喷涂,然后运到沃斯堡,因此我们在总装线上看到的F-35经常是披花衣的。
咱们先看右边。总装完成后,F-35就得进行重要的发动机地面试车。右边是2012年5月,正进行试车的AN-1号F-35A,荷兰的第架F-35。
然后我们比较一下左右两图。左边是F-35C,和右边的A型相比,尾钩明显要粗一些。这是因为空军F-35A的尾钩用在地面紧急降落时,缓冲长度要远大于舰载机着舰时。
2013年4月,埃格林空军基地内等待起飞的8架F-35B。2013年,F-35在试验进展和生产数量上都有良好的表现,对保证2015年下半年F-35B的正式服役有着重要意义。
分工
F-35的一大特点就是多国合作。各个分段的生产装配,是由美国及其它JSF项目伙伴国共同完成的。生产份额的多少,参考了各国在研发阶段的投资金额,并不一定仅限于生产本国的F-35。具体分工是在2006年末F-35进入批量生产前确定的。
最后的总装工作则主要在美国完成,下图为洛马公司位于德克萨斯州沃斯堡的总装工厂。除美国外,意大利、日本也拥有总装检测线(FACO),但意大利的FACO只负责总装意大利本国及部分欧洲国家的F-35,日本的FACO也只能够总装日本本国购买的F-35。
座舱盖
F-35的座舱盖由GKN生产,是一种设计独特的整体式座舱盖,其外层为整体式,内部却有加强框。整体式座舱盖有利于提高隐身性,但为什么要采用内加强框呢?减轻重量是其中一个因素,另一个重要原因是
F-35B需要穿盖弹射。
相比于传统的抛盖弹射,穿盖弹射能够节省0.3秒左右时间。对于悬停或者垂直起降情况下的F-35B而言,这0.3秒也是非常宝贵的,因此穿盖弹射是一个必须的选择。穿盖弹射时,附着在舱盖透明件内部的微爆索将透明件炸裂,然后弹射座椅启动。微爆索的装药量不能无限制增大,否则冲击波和噪声会超过飞行员的承受水平,甚至伤及飞行员。这也就意味着,透明件的厚度有一个极限值。世界上采用微爆索穿盖弹射的战机,其相应位置透明件的厚度均在10毫米以下。然而,战斗机的座舱盖风挡部位又有着严格的抗鸟撞、抗高速气流冲击要求,以F-22为例,其整体式透明件的厚度达到了约20毫米。
为了解决这对矛盾,F-35的座舱盖采用了双层设计外层的透明件为整体式,厚度满足穿盖弹射的需要;在风挡方向又增加了内层透明件,后端以内加强框支撑。材料也选择了航空有机玻璃,而非聚碳酸酯,以减小对飞行员的冲击。这种设计在保证隐身性、穿盖弹射安全性的同时,又减轻了重量,而仅仅牺牲了一定的视野。F-35又拥有光电分布式系统(EODAS)和头盔显示器(HMD),拥有“看穿机体”的能力,牺牲的这点视野也就无伤大雅了。
集成式装配线
F-35采用了“脉动”式生产线,这是一种出现于本世纪初的移动式装配方法,是精益制造原则在飞机生产中的应用。在脉动式生产中,部件或飞机以固有节拍向前移动,拉动整条生产线精准、高质量地协同工作,以提高生产效率。
诺斯罗普·格鲁曼公司和BAE系统公司在2012年后分别建成了F-35中机身、后机身及尾翼的集成式装配线(IAL)。集成式装配线是一种大量使用自动化设备及机器人的脉动式装配线。
BAE系统公司的装配线在2013年建成,用于F-35尾翼装配。它使用了一种悬挂式单轨系统,让后机身和尾翼实现“脉动”式移动。
像下图中那样,在固定的时间点,所有正在生产的部件都会被吊起到上方橙色的导轨上,并向前移动。
诺斯罗普·格鲁曼公司的集成式装配线则使用了另外的“脉动”方法,因为他们想避免悬挂式导轨系统和大型钻子L机器人的位置冲突。利用一组精确制导的自动引导车(AGV),也就是下面这种黄色“平板车”,来实现生产部件的“脉动”。
上边是测试中的黄色AGV。别看车上有不少东西,那只是夹具,并没有F-35的部件。
左边俩图是AGV载着未完成的中段机身和夹具,沿着预设路线自动移往下一个站位。
洛克希德·马丁公司的玛丽埃塔工厂也使用AGV,用在F-35机翼分段的装配线上。
左边这座大机器是诺格公司用于中机身装配的龙门式钻床。F-35机体表面及进气道的钻孔工作,大部分由自动钻孔机完成。
不过在狭小空间,比如进气道内,就得依靠上边这种专门设计的机器人(IDRD)。它一般两台成对使用,其中一台使用激光头测量钻头的位置,以保证打孔的精度。总装
激光引导的电子对接系统(EMAS),负责将F-35的各个分段连接起来。下图是沃斯堡工厂EMAS站位里的AU-1号F-35,澳大利亚的第一架F-35。
完成对接及一些系统的检测后,基本成型的F-35会被吊到最后的移动式总装线上。左图就是这种总装线,依靠一种可以连续移动的站位,进行连续移动的流水式生产。
飞机被放置于一个蓝色的托架上,以便能够进行收起起落架的测试。整个站位以及工具系留在一起,在自主移动车的牵引下直线向前移动。自主移动车的移动快慢可根据生产速率调整,最低能达到每小时仅2.54/N米,最快为每分钟1.52米。
不过目前,只有少数几个站位使用了这种连续移动的设计,整条总装线暂时还是按照脉动的方式移动。左图中,一架F-35C就刚刚向前移动了一个站位。
下图是总装线上的第100架F-35,编号AF-41,F-35A型,已经在2013年11月份下线,预计将于2014年初完成首飞。当未来进入全速生产阶段时,沃斯堡工厂的总装线将拥有至少12个连续移动站位,它也将成为第一条连续移动的流水式战斗机生产线。届时,F-35将会达到每个工作日一架的下线速度。
检测及喷涂
你可能早已注意到,F-35的“肤色”经常像前面几页里那样,青、灰交织的花色。
F-35的隐身涂料,都是由机器人喷涂的,左边和下边就是喷涂前后的效果。不过右图里的F-35可不是真家伙,而是全尺寸玻璃纤维模型,用来测试自动喷涂机器人的。
由于尾翼、活动面都是在玛丽埃塔工厂单独完成喷涂,然后运到沃斯堡,因此我们在总装线上看到的F-35经常是披花衣的。
咱们先看右边。总装完成后,F-35就得进行重要的发动机地面试车。右边是2012年5月,正进行试车的AN-1号F-35A,荷兰的第架F-35。
然后我们比较一下左右两图。左边是F-35C,和右边的A型相比,尾钩明显要粗一些。这是因为空军F-35A的尾钩用在地面紧急降落时,缓冲长度要远大于舰载机着舰时。
2013年4月,埃格林空军基地内等待起飞的8架F-35B。2013年,F-35在试验进展和生产数量上都有良好的表现,对保证2015年下半年F-35B的正式服役有着重要意义。