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f-14飞机之所以能够在全飞行包线都取得很不错的表现,归根结底就在于它的可变后掠翼能力。而可变后掠翼技术的实现,就在于f-14战斗机拥有一个机身上最为坚固的翼匣。
所谓翼匣,顾名思义,从名字上就可以看出来它的功能。f-14可变翼尾部用于“收纳”机翼的结构,就是翼匣。
而之所以f-14能够控制机翼的角度,就在于翼匣拥有对机翼进行控制的功能。
在飞机进行超音速飞行的过程中改变机翼角度,这对传动结构提出了堪称变态的机械性能要求。固定翼飞机可以将压力分散到机身,但可变翼飞机在飞行中,压力却集中于翼匣。
为了能够制造出这种堪称苛刻的产品,格鲁门在翼匣的焊接中采用了真空电子束焊接技术。电子束焊并不是什么新的技术突破,原理也相当“简单”。
用电子枪发射高动能的电子,去轰击工件的焊接处。动能转化成热能,焊接处融化形成熔池,这就是电子束焊接技术。
它的优点就在于热变形量相当的小,而且不需要焊料就能实现焊接。这样一来,可想而知原本是工件薄弱处的焊缝,实际上和工件的其他部位并没有什么不同。
因为采用了这种技术,f-14的翼匣浑然一体,焊接之后的工件受力均匀。而且因为热变形量小,保证了工件的精度不受影响,这种特性对翼匣传动受力可以说是意义非凡。
f-14在历史上几次失事,飞机打捞出海。机身其他部位摔的惨不忍睹,但翼匣却从来没有损坏过。甚至在飞机坠毁爆炸之后,工作人员在现场找到的唯一一个完整的零件,就是翼匣中的主承载结构。事后经过完整的x射线和浸泡超声波检测,电子束焊加工的钛合金工件甚至连裂纹都没有。美国海军甚至戏称,f-14翼匣的性能,可以说是严重过剩的。
胡文海回忆了一下自己的记忆,疑惑的问道:“如果是电子束焊技术,我记得国内有几条从德国引进的生产线,不知道能不能满足需求?”
屠基达苦笑着说道:“国内虽然有几条生产线,但技术上完全无法满足f-14翼匣焊接的需求。普通的电子束焊接生产线,需要处理的都是一些小而精密的产品。但是你可知道f-14的翼匣的体积有多么大?f-14的翼匣由33个精密加工的钛合金部件组成,它的主承载贯穿结构,体积长七米、宽一米、高半米,重量在一吨以上。需要的焊接长度高达46米,进行七十多次焊接操作才能完成。打个不恰当的比喻,就相当于用1微米工艺,制造一个有雨伞那么大的ic芯片一样。”
“格鲁门制造的能够焊接翼匣的真空电子束焊设备,光是真空室就足有三十立方米这么大。全套真空电子束焊接设备,干脆就是一个专门用于焊接的车间。整个车间的技术水平,和ic生产车间相差不大。要求无尘、恒温、恒湿,而且工作中必须穿着防尘服。可以说这么一套焊接设备,放眼全世界也只有格鲁门有这么大工件的电子束焊加工能力。”
胡文海听到屠基达的话,不由深吸了一口气,有些不敢置信的摇了摇头。
格鲁门的巨型真空电子束焊接技术,可不只是把电子束焊设备放大那么简单。将一立方米的真空室抽真空是一回事,将三十立方米的真空室抽真空就是另一回事儿了。
前者找个变电站上个低功率的液环泵就能满足需求,但是后者需要的扩散泵功率大的足够推动一艘航空母舰。
格鲁门的这套设备不仅是功率巨大,控制难度就更是可怕了。翼匣工件的加工精度是0005英寸,这是多少呢?127微米。相对于翼匣主承载结构七米的长度,屠基达比喻的雨伞那么大的1微米ic芯片恐怕还是往多了说的。
而且别忘了,127微米的加工精度,是完全依靠数控系统进行的自动焊接。传说中的八级工加工精度能够达到10微米,也就是一丝,但那是在工件至少能拿上机床的前提下。
请想象一下,这个数控系统是在举着一个七米长、一米宽、半米高,重达一吨的工件,将加工精度保证在了10丝的级别上。
这一点,绝非人力所能及。而这个加工过程,是完全不可视、不可控制的。操作人员唯一能够做的,就只有相信这套设备的可靠性。
更不用说这套设备运行中的防尘、恒温、恒湿条件,与晶圆厂的光刻车间要求都是相差无几。
格鲁门这套设备是不是“傻、黑粗”不好说,但大那是真大的让人心旌摇曳了。
这套设备的要求,确实是超过了当前中国的工业最高水平,不是单纯堆钱就能堆出来的技术。哪怕是胡文海,他也不过是钱多的花不完,又不是重生带了个红警基地车。
胡文海苦笑道:“屠老您真是太看得起我了,我和格鲁门的关系再好,这种要命的技术也不会出口。如果是钱的问题我倒是可以想想办法,这个我恐怕实在是无能为力。”
屠基达连忙摆了摆手,失笑道:“我当然知道,格鲁门是不可能给我们这个技术的,不会拿这种事情来和胡总开玩笑。实际上,美国人之所以搞一个这么夸张的真空电子束焊设备,不是他们技术就是这么好,相反他们实际上也是没有办法才这么做的。”
“没有办法?”
“对,美国人是没有办法才去做真空电子束焊的。”屠基达重重的点了点头。
“胡总你想,翼匣主承载结构如果本身就是一体的,不需要焊接的话,是不是比技术再好的焊接件都更可靠呢?当然,普通的加工手段不行,必须用万吨水压机对工件进行锻造。”
胡文海愣了一下,傻傻的点了点头。
“好像,还真是这么回事。”
“就是这么回事。”屠基达的语气充满了自信:“格鲁门开发电子束焊技术,是因为没有能够满足翼盒加工能力的万吨水压机。美国人最大的水压机是四万五千吨级别的,不足以满足翼匣的加工需求。世界上唯一能够满足加工f-14翼匣要求的水压机,是苏联的七万五千吨级水压机。所以说,如果我们能有苏联的七万五千吨级水压机,翼匣完全可以不用真空电子束焊!”
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