首页 > 航空航天 > 正文

一个从未讲述过的伟大故事:F-14的电子束焊接

时间:2016-04-15 19:45:32        来源:中国航空新闻网

判断一个特定缺陷是否需要维修或不能被用于WCS的关键结构(例如在转角或几个焊缝的相交处)是否超过了允许的大小,可疑区域会被重新检查,以确定缺陷大小、类型和位置等信息。完整的WCS检查记录将会按照每架F-14的编号,以X射线和U/S图的形式保存。

好于预期的结构完整性

对于一种能够被军方装备的飞机来说,必须具备结构安全金额任务适用性,制造商需要用多架飞机来验证这些性能。

首先,预生产型飞机必须进行静力测试,以证明飞机能够承受预期的静态载荷。为了证明飞机能在航母上降落,同一架飞机还要进行坠落测试,该机会装载燃油、(模拟的)武器、(模拟的)机组,从高处被丢到测试机库的混凝土地板上,期间还会不断增加高度以达到更大下沉速率。

接着另一架(一般来说是第二架)预生产型飞机将根据不同任务加载预定的疲劳载荷。即使制造商的试飞员已经对原型机展开试飞,但仍需要对一架或多架生产型飞机进行试飞,其中还包括进行改进后的静态和疲劳测试。

最后,为了获得上舰资格,一架被用于试飞的早期生产型飞机会进行所谓的舰载适应性试验(carrier suitability trials)。在这种情况下,飞机将会在标记出航母甲板和安装有阻拦索的跑道上模拟阻拦降落,并且使用所有的机载降落引导系统,还要对弹射起飞进行一些额外测试。

F-14在1970年末或1971年初的测试中曾经发生过一起飞行事故,当飞机在长岛东南方(格鲁曼公司F-14总装厂所在地,F-14在这里进行试飞)约100-200海里的大西洋上空的禁区飞行时,飞行员和副驾驶遭遇控制翼面(襟翼、副翼、方向舵等)失效问题,并且迅速恶化。工程师注意到飞机明显变得极不稳定且不可控制,必须立即在禁区弃机弹射,以让美国海军军舰(正在监视苏联拖腹板渔船)打捞这架高度机密的飞机。尽管地面控制站作出了这个决定,但飞行员仍打算把飞机带回家,而且他们差一点就成功了。但是F-14在接近格鲁曼公司那条超长跑道前开始上下剧烈震荡,接近机场围墙时突然一头栽到地面无法拉起。当时飞机已经在降落近进中,所以高度很低,飞行员让副驾驶先弹射,不到五秒后,飞机就撞向地面变成一个巨大的火球。

一个从未讲述过的伟大故事:F-14的电子束焊接
第二次试飞中的第一架F-14A 157980,谁能想到几分钟后就会坠毁

飞行员和副驾驶几乎贴着火球降落,他们奇迹般的幸存下来。这架飞机撞向树木茂盛的森林并完全解体,只有一个结构完全保存了下来,那就是WCS。

坠毁飞机的WCS被拿去进行全面无损检查来分析生产过程当中否发生了什么问题,但难以置信的是,所有的耳片都完好。完整的X射线和浸泡超声波检测(正好在笔者的监督下)也没有发现缺陷,也没有在结构基础上发现焊接区域出现裂纹生长。

WCS断裂力学的表现超过了所有人的期待,这一不幸的事件为设计者和焊接工程师带来了不可估量的贡献,坚定的证明了钛合金、电子束焊接和基于断裂韧性理论的断裂临界设计的成功。

一个从未讲述过的伟大故事:F-14的电子束焊接

结语

F-14战斗机的生产持续了20年,从1970年开始,格鲁曼制造并交付了近700架的飞机,但从来没有在WCS上发生过任何问题。曾经承受的风险被证明是有价值的,伟大的工程和制造经验业具有同样的价值。