由川西飞机公司的珍贵史料解读那段鲜为人知的日德飞机制造秘闻(三)

文摘   2024-09-11 23:24   上海  
上期链接:由川西飞机公司的珍贵史料解读那段鲜为人知的日德飞机制造秘闻2

  这一次我们将根据同样来自川西公司的报告书,向大家介绍中岛公司太田工厂量产“疾风”过程中的“标准孔”式生产工艺的具体实例。由于每个部分都有详细介绍,所以内容很多,但我们只选取其中相对容易理解的部分进行介绍。由于图是蓝色绘图纸所制,加之照片差不多是70多年前拍摄的,因此随着褪色会有点模糊不清,请见谅。

关于“疾风”的公司内部称谓

  虽然我们在该系列文章中的第一篇没有提及,但我们使用的川西公司文件中列出了许多当时不为人知的飞机名称,这在德制飞机中也有类似情况,这似乎是公司自己的内部名称,我们从中岛公司的“疾风”在这里刊载的照片中也能看到这一点。既然无法回避,那么我们就对其做简要介绍。

  照片4中的作业大铭牌上写着的是“Ki841”的字样。这一名称不仅出现在这一张照片里,本资料中几乎所有的照片或者照片中的打孔板本体上的名称也都不是“Ki84”,而是“Ki841”。

图4 作业铭牌上的Ki841


  根据1976年由白金书房出版的《疾风战斗机》一书记载:

Ki84I型甲(机身武备:2挺Ho103,机翼武备:2挺Ho5)

Ki84I型乙(机身武备:2挺Ho5,机翼武备:2挺Ho5,属强化武备型)

Ki84I型丙(机身武备:2挺Ho5,机翼武备:2挺Ho155,打B-29专用型)

Ki84I型改(换装Ha354发动机,增大主翼面积和螺旋桨直径)

Ki84II型(翼尖形状在生产过程中有所改变,但与I型没有大的区别)

  综上,有一种说法认为,Ki841可能是在以上甲、乙、丙这些武备强化型方案出台前,以Ki84I为基础研制的。

  在川西公司的资料中,以Ki841命名的照片几乎都拍摄自43年7月,而这张标有相同名称的工装具照片则注明拍摄于44年12月,但这极有可能是因为复印件的缘故(在其他照片中,拍摄和复印的两个日期都分别标注),只有这张是个例外。除了Ki841之外,还有用Ki84-1命名的照片,因此很有可能是嫌原大写罗马数字“I”的写法太麻烦,所以用阿拉伯数字“1”来代替。这一点我们可以从实际书写中看出来,大写“I”需要3划,但如果省略下面的一横的话,用1划就能完成。因此我们推断出,Ki84-1是通过省略底部一横一笔完成的,而生产线现场更是将Ki84-1进一步简化成了Ki841。不管怎样,从拍摄时间来看,Ki841这个称呼多半是中岛公司内部对增加的原型机的叫法。

主翼部分

  照片1是主翼的加强梁打孔用的工装具,由穿孔板、工作台、移动式电动钻台组成。两个前后安装有滚轮的长腿用一个框架连接起来,再在椼型框架上安装带4个滚轮的电钻,这样一来,电动钻孔机就可以前后左右自由移动,从而可以在宽大的穿孔板上的任意位置钻孔。

图1 带滑动小车的电动钻孔机

  这种钻孔工装具不仅具有移动式特点,还可以安装有别于其他工装具的特殊穿孔板,如图2所示。

图2 主翼翼梁钻孔用特殊工装具

  大型矩形穿孔板下部通过5处铰链固定在工作台中央,这样可以向工作台前后自由开合、拆卸。工作台前后各嵌入4根需要开孔的L形截面的加强梁,然后在3个地方用穿孔板工器具自带的固定件固定后,再用移动式电动钻台打孔。然而,照片1中的穿孔板和照片2不同,使用的是长钢琴式铰链。图3是该穿孔工装具的详细示意图。

图3 主翼加强梁穿孔工装具细节

  图中可以看到穿孔板厚3毫米,考虑到铰链的厚度,因此工作台前后台面的厚度自然不尽相同。加工时,只要将L形截面加强梁以倒L形完全嵌进开有沟槽的工作台面,再盖上穿孔板,用固定件锁住,那么任何人都可以轻松、精确地进行开孔作业。这个穿孔板工装具的精髓大概就在于将穿孔板用铰链安装在工作台面中央吧?因为这种设计可以让加工8根加强梁时只需要正常穿孔板面积的一半(通过铰链翻转使用),因此可以节约制作工装具的材料。由于穿孔板孔径会随着打孔作业的进行以及磨损而产生误差,因此在大规模量产中,穿孔板也成了耗材,需要根据一定的作业量定期更换。同时,还可以大大减轻作业人员来回翻转穿孔板

以及拆装时的劳动强度。

  照片4是给左翼前部蒙皮进行打孔作业的情景。

图4 给左翼前部蒙皮打孔
  图中黑色格子状部分就是穿孔板模具,照片的右上半部分还没有敷设蒙皮,所以那部分穿孔板上自然也没有孔。格子状的穿孔板上下端固定,同时也与反面相连。黑色穿孔板部分涂成白色,以便一眼就能看到要钻的孔的大小。以当时的“疾风”为例,红色表示孔径为2毫米,白色为3毫米,灰色为4毫米,因此只要看下穿孔板不同部分的颜色就知道哪里使用了多大直径的铆钉和螺栓。另外,还可以看出部分铆钉线与以往的图纸不同。

  图5是主翼翼尖的穿孔工装具,图中下半部分是A-A和B-B的剖面。

图5 主翼翼尖开孔示意图


  这种工装具的特点是将已经成型的翼尖蒙皮插入笼状穿孔板(准确地说,应该是框架),再将木制模具放入蒙皮中。当蒙皮开孔结束后,在已经完成开孔的加强梁上纵向、横向插入翼肋,再用止动螺栓和螺母将上端固定(估计在这一过程中,各加强梁和翼肋上也都插入了临时的固定销),最后根据穿孔板上孔洞大小同时进行打孔。

  图6是从下面看到的“固定在总装台架上,等待装配的“疾风”机翼

图6 从下方视角察看放置在总装台架上待装配的机翼
此时,翼尖、埃尔隆副翼、襟翼、油箱、机枪、起落架等尚未安装。与之前第1篇中的图1和2相比,可以看出与战前公认先进的亨舍尔式装配台相比,确实更加简便。
  图7是从上方视角察看中岛太田工厂内主翼装配实景。
图7 疾风主翼装配实景
  图中可见,翼尖已经安装完成,并且可以看到在上一张照片中看不到的机翼上部装配夹具。另外,机身连接部分虽然是由坚固的钢架制成,但整体结构依然非常简洁。虽然从照片看与以往整修中的机翼部位很相似,但与当时的左右马台(木制的A字形台架)和各千斤顶台相比,这种钢制装配台略显豪华。
发动机架与机身
  图8不是穿孔板,而是装配发动机架用的特种穿孔机。

图8 发动机架专用打孔机
  由于插图不太清晰,所以让人很难了解到底在什么位置钻孔。加工时,将发动机架竖直放置在钻孔机下方,然后在图中右侧半边发动机架的最上端、向圆形台面中央伸出两个金属部件上从前往后横向打孔。
  钻头从长臂的前端水平伸出,通过2个滑轮和5个内置齿轮将转速从1120转/分降低到95.4转/分。钻臂以根部为支点摆动,可上下调节位置,其装配台底座上还有一个双螺旋进料的装置。一旦在圆形装配台边缘的一圈金属部件中确定了对应的开孔位置并用钻臂对准后,那么接下来随着上部的递进装置手柄不断旋紧,钻头就慢慢地在发动机架上打出孔来。虽然本图并没有显示发动机架是如何固定在打孔机台架上的,但可以推测应该是在工件顶端钻了个临时孔,然后用固定销固定。顺便提一下,所用钻头是由高速钢制成,直径14毫米,前端为90度,全长80毫米。
  图9是机身前部安装用工装具示意图。

图9 “疾风”前机身装配模具
根据川西公司的调研报告,在组装机身前部的过程中,和座舱风挡连接部分的兼容性是最棘手的问题。为此,中岛太田工厂使用了图中的装配模具安装第二风挡(资料原话,此处指滑动座舱罩)。安装首要问题是座舱罩导轨的定位,但机身侧面没有任何东西可以用来确定挡风玻璃轮廓或者座舱罩导轨位置。座舱罩导轨是被分别安装到已经安装了肋骨的机身左右两侧的蒙皮上的,然后再放置到装配模具上进行定位和安装。

  图10 前机身装配早期阶段示意图

  图10展示的是前机身框架已经放入装配模具,但左右两侧蒙皮尚未安装的状态。另外,由于此图是从前方斜角度拍摄的实物,因此能清楚地看到图9中被遮挡的部分。


图11 已经完成主翼和前机身装配的状态
  图11所示为使用主翼穿孔板和总装工装具、前机身装配模具顺利完成主翼和前机身连接的状态。与Bf109不同的是,“疾风”采用了左右一体式的主翼和前机身下部相结合的方式。虽然在生产过程中也应用了“分部式”和“标准孔”式工艺流程,但从照片中能让人再次感到设计结构对组装工作有很大的影响。值得我们骄傲的是,在日本生产最先进的“疾风“过程中某些重要的要素即便是诸如德国、美国等这样可以大规模生产先进军机的国家也没有实际应用。
本篇完!



LW再研究
德国空军航空史研究