木头飞机这么造蚊式简史2

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艰难出世——“蚊”式简史(1)

现在再来说说“蚊”式的结构,比较枯燥啊。

“蚊”式采用的是比较少见的硬壳式设计,英文为monocoque,mono来自希腊文,是“单一”的意思;coque来自法文,是“外壳”的意思,因此monocoque的意思是一副外壳(没多的了)。硬壳式结构的外壳或者蒙皮也是要承力的(见下图下方),不靠内嵌桁梁什么的。如果在机身上出现了整体性的纵向桁梁结构,那就说明主要的承力部分不是蒙皮而是这些桁梁,则称为半硬壳式(semi-monocoque)结构(见下图上方),因此这两种结构的主要区别就在于那层壳或者叫应力蒙皮(stressedskin)。大部分飞机都使用半硬壳结构,包括今天的F22和歼20。当然今天使用全硬壳结构的飞机又重新出现,比如F35和鹘鹰,这是由于现代复合材料的比强度已经大大强于铝合金,且加工成本已经下降到可以承受的地步。全硬壳结构可以节省重量,但对材料强度要求苛刻。

半硬壳和全硬壳

“蚊”式飞机的机体材料主要是枞木和云杉,前机身外壳使用较为厚实的层板制成,内有木质的加强件和金属连接件。但是怎么把这堆木头片给凑成一幅硬梆梆的飞机壳子哩?还得扛得住飞行员的各种造?要知道在德国佬炮口之下,皇家空军的飞行员不用谁催促都会用上吃奶的劲疯狂拉杆蹬舵的。于是老头和他那帮人用了“模压胶合成型”法来生产机体:先照着设计的机体外形制造一个硬模,中间放一可以鼓起来的气囊。再把加热过的优质木板和半流质的特殊黏结剂交错放进这硬模子,密封之后就加温加压,胀鼓鼓的气囊就把木板挤压成型。黏结剂也会把多层木板黏结为一个牢固的整体,等完全凝固后,取出成型的木板,铆合起来,就成了一个完整的机体。这还不算,约翰牛们还在其中来了层夹心材料,在两层层板之间填充了厄瓜多尔轻木夹芯也称“巴沙尔木”的松软木料,使机身成为一段具有足够强度的夹心结构,于是乎进一步提高了它的强度。这么着“蚊”式的后机身看着细长脆弱,其实完全能够禁得住机动时的强大空气动力及各种扭。下图为木质外壳的生产过程。

木头壳子就这么造

说起来老头们的招数和现在用复合材料制造机身的方法倒有点像,比如波音的机头。也要一个芯模(下图左上),不同的是使用高速铺带机(这玩意是高科技喽)反复缠绕芯模之后形成机身外壳(下图右上)。等缠完了后再退出芯模。之后,最重要的一步就是热压,把机身外壳放入巨大的热压罐中(下图左下),经过数小时的热压(也是高科技,绝活就是整个过程里压力和温度的控制)成形,之后在机身外壳上切出舷窗、加油口之类的一堆开口(下图右下),然后可以送去跟中机身之类的大部件对接了。

的复合材料机头

“蚊”式两块大木头片壳子采用榫接和铆接方式结合,再加上特制强力粘胶,结合处严丝合缝,很是牢靠,从外头看成品很难瞅出接缝来。多说一句,现代的复合材料部件也是需要胶接的。分成两半来制造木质机身倒还有个好处——可以在机身没有结合前就把大部分设备都安装到位,工人们不用象搞金属机身飞机那样弯着腰钻进狭窄的空间里大虾米一样地操作,只有少数的布线工作需要工人“钻洞”实施。下图的左上角就是在对合前的木质机身上操作的工人。红圈处为两片机身对合的铆接结构(铆接之后还要涂胶)。结合完成后再紧紧裹上马达普兰蒙布(madapolamn一种细平纹棉布)并刷上漆,对机体起到二次加固和防水防潮的作用,可谓一举两得。下图的左下角则是一帮女工正给对合后的机身裹上蒙布。“蚊”式只有少量部件为金属制品,比如副翼。全机金属件总重公斤。

蚊子的制造过程

完成机身机翼的制造后,再组装起来,这“蚊”式就算OK了。这一整套工艺不算复杂,也用不上啥高精尖的设备,只要是能加工木料的地儿,就能拉开架势开造。所以嘛,英伦三岛的家具厂就显本事了“嗯,俺们可是见过大世面的,当年也是造飞机的哦”。主要由郎森、E.Gomme、帕克·诺尔、StylesMealing家具厂制造,其中有些厂家据说现在还没倒闭。“蚊”式所需的专用木板来自美国威斯康星州马什菲尔德的罗迪斯制造公司,老板汉密尔顿·罗迪斯招了一帮姑娘来熨烫木板。翼梁由J.B.Heath和DancerHearne乐器厂制造,襟翼、襟翼护罩、前缘组件、弹舱门等等N多部件在白金汉郡的海威科姆制造,因为这旮沓的家具制造业很牛。前后得有大概架“蚊”式安装了它们那的部件。

造蚊子的半边天和爷们儿

在加拿大,“蚊”式的外壳由通用汽车加拿大公司的安大略省奥沙瓦工厂制造,然后运到多伦多的德哈维兰工厂总装。在澳大利亚,德哈维兰公司悉尼工厂直接制造“蚊”式。加拿大共制造了架“蚊”式,澳大利亚制造了架。总数架“蚊”式中有架是战时生产的。

好了,“蚊”子的结构就白话这么多。




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