歼8的零部件真的是不能互换的吗?

之前一直有说法,和平典范计划中,中方提供了两架歼8飞机以供改装。而美方拿到飞机之后,发现飞机间的零件不能互换,惊诧于中国制造水平之低劣。后来中方才意识到飞机零件互换性,经过一番努力才在歼11、歼10上达到了互换性要求。

这个故事说明了我国航空制造业过去的加工误差很大,我一直深以为然。

但是随着学习的深入,我发现这样的说法有些不合理。互换性自工业革命以来就是量产工业品的重要要求。通过公差配合就能满足一定程度误差的零件的装配问题,实现完全互换性。歼8作为合格的工业品,应当是能实现互换性的。而如果歼8零件不通用的原因是应用不完全互换,那么同样不合理。不完全互换又是用于小批量高精度产品的,不能反应加工水平的不足。

那么请问这个故事的真实性究竟如何?望机械制造、机械设计、航空航天、军事历史方面的大佬们指导


飞机装配从业者来回答。

因为飞机结构柔性大,所以不管是哪国的飞机,其大部分的结构件都是不可互换的,不要说沈飞,连波音的飞机也一样。

但是,为了维修方便,飞机上会有一部分零件(如维修口盖等)可互换,此时,设计者应在图纸上注明该零件为ICY零件,有互换要求,制造和装配工程师应加以考虑。

因此,这个段子并没有说清是设计员没有考虑到ICY要求还是加工厂忽略了ICY要求,总之这样直接说歼8零件不可互换是非常笼统和不负责任的说法。

补充一下:不要一提到不可互换就往手工制造上想。目前世界上最先进的飞机自动制孔设备,在飞机大部件常见尺度(十米级)下,孔位的空间误差也要到0.5毫米级,而这样大小的薄壁件,即使是加了加强筋,光是挂起来之后在重力作用下的变形也要1到2个毫米。而为了防止金属疲劳,飞机承力结构上的成千上万个连接孔,大部分都是过盈配合孔(也就是铆钉比孔粗一点),这种情况下你告诉我怎么搞可互换?而且飞机上这些结构要是真的坏了,恐怕这飞机也早就掉下来了,所以为什么要搞可互换?真以为飞机换个壁板和汽车换个保险杠那么容易吗?制造自动化和零件可互换性并没有直接关系,反而那些真正可互换的口盖之类,倒都是手工做的。

补充:关于评论区提到的B787尾部事故问题详情,详见本问题下 @何太清 的回答,非常感谢补充。


有个公差的概念比较好说明。设计公差和制造公差是不一样的。

假设要加工配套的零件A和B成同一尺寸,理想上A=B,但是实际不可能,设计上会给出加工精度指标。比如说某设计上A和B的尺寸相差小于1就算满足要求。

那么,你把这个要求给一个加工精度0.1的厂。

做出来的最大差距也就是A(+0.1)和B(-0.1),尺寸相差0.2。这家做出来的东西随便挑两个装起来就能用,这就叫完全互换。

把这个要求给一个加工精度1的厂。

这家的产品任意挑选的话,有可能是A(+1)和B(-1)这样的组合,尺寸相差2,那就超标组装不起来了,这叫不能完全互换。

实际上的做法是对每一个零件A的特定尺寸加工对应的零件B,例如对A(+0.8)的样品,加工出来的B在(B+0.8-1)和(B+0.8+1)的范围,不超标都能用,但是出厂时就要成对配套不能乱装。

如果足够大量的话,用的是分类挑选的方法,把A分成A(0~+1)和A(0--1)两档,B也这么分,然后对应档次内部可以完全互换,但是不能跨档组合。

毛子的方法更简单粗暴,他们会改设计改成尺寸相差2以内就符合要求,这个厂的产品就都合格了。很多毛子的东西加工精度一泡污缝隙大的吓死人,但是就是能用,这是设计厉害,没话说。

把这个设计给一个加工精度10的厂。

那么这时候针对性加工都没用了,正常出货大概率不能用。

但是未必不能出产品,这时候用的是百里挑一的方法,对A(+5)的样品,做上几十上百个B,理论上结果是正态分布的,仔细测试,精心挑选其中B(+4)到B(+6)的配对零件组装出产。

比较好的成熟流水线工艺是第一种情况,老歼8是第二~三种情况,一些用量很少精密度要求又很高的航天零件是第三种情况。实际的零件不止一对配合尺寸,有几对或者几十对参数配合互换性难度就几何级数上升。有加工精度足够高的厂自然万事大吉,没有怎么办?就牺牲加工成本,检测成本和维修成本出结果。

那么精度最好的做法是啥呢,找第一种情况里那个0.1精度的厂,让他们用第三种方法百里挑一不计成本做零件配合,这样能达到0.01甚至更高的配合精度,这是工业上用现有的高精度机器加工下一代更高精度机器的做法。


手工制品不能互换和手工制品不能互换是不一样的。有的不能互换是工艺实在太差,比如92那个同型互换卡弹的弹匣,或者毛子用大锤组装维修的零件;而有些是精度要求太高,像是单独手工打磨调校过的机械表,直接互换重要零件需要重新调校才能恢复原有精度,不要精度那是随便换的。

不能互换和不能互换也是不一样的。每个零件都随便换波音都做不到,他们的飞机上也有一类Replaceable(R)的部件,修的时候允许机械加工适配,通常是返厂大修才会拆的机身骨架。但是也有另外一种叫做Interchangeable(I)的件,必须仓库拿出来照原样直接安上,这是给快速维修准备的。飞机上哪一种件多就考验设计加工水平,做的好,外场发动机维修都能直接拆换模块。做不好,某些老机型常用备件也需要先加工再装配,机场仓库里存着按飞机编号预先锉好的备件,天上飞机转场下面专人拖着专用备件坐车转场,地勤要疯的。随口说都一样,那不知是自信过剩还是怎么着。

美帝航空的互换性有两个飞跃,一个是二战时期的流水线多部门合作批量生产和设计规范化,日本人有深刻印象。第二个是70年代到80年代的计算机辅助设计和数控机床普及,F15那一代机子即使头批出产就有极好的装配精度和互换性,之前就算是美帝也得先量产一批慢慢调试提高。

老歼8嘛,不要忘了它是69年首飞的,设计的时候我国的工业基础是什么样子,同期的歼12连机载雷达都没有,送美国的歼8II自己一直折腾到95年才能发导弹正式定型。我国第一次接触美军标和质量管理体系是80年代蜜月期也就是合作改歼8II的时候,才知道飞机可以这么造,借鉴学习的结果就是之后的歼11和10。而航空工业能够全数字化无纸化设计,三维曲面零件加工不再靠老师傅按照剖面图纸放样是新世纪后十年J20和FC31这一代才有的事情。


随便贴点图,《飞机结构典型故障分析与设计改进》,孙聪等,可以一窥早年的设计制造水平,和后来的设计生产是如何从没有疲劳振动腐蚀概念的程度逐步解决问题逐渐提高的。


任何时间超过10年的事情,都不要用今天的思维去对待。

我看到的稍微靠谱的说法是:确实有某个同位置部件无法互换。但送去的是J8II(这个可以肯定,看老美博物馆的展品就知道了),而J8II在此时(8九年)还没有定型或者刚定型但没有开始批量。送去的只能是前期的原型机。

其实暴漏的岂止是工艺。而是包括工艺在内的很多问题。

可能有些人不搞研发,不知道这里面的问题。就比如说,既然是原型机,那初始设计就该“慎之又慎”。如果某处和之前的原型机不一样,万一出了问题,你怎么证明和这个不一样是无关的?就算是给自己找安心,一旦首飞成功,那所有方案除非有改进,就应该固定不动。而这里沈飞既然把飞机给老美改进,还是2架,最基本的就地是要一样的2架,人家也好改造后对比。不然你2架不一样的,老美改好,一架好用一架不好用,你说是谁的问题?

当然,这里具体是什么部件不能互换我们大概很久不可能知道。但道理都是上面的道理。如果是非改动的,那只能说沈飞在研发中对生产抓的太松,研发意识不严肃;如果是人为改动的,那依然是沈飞对合作不严肃,存在敷衍。

80年的国企质量管理问题千千万,不缺沈飞这一个注解。

此外说个故事。米格17国产化的时候,苏联把部件要求提给沈飞,其中对产品规格的要求很是变态,比如座椅用的牛皮必须是苏联某地喂养的某品种牛的几月龄的小牛牛皮,某个型号的零件必须使用阿穆尔河(共青城飞机厂旁的河)的河水清洗,沈飞那时倒是敢想敢做,不信毛子的邪,硬是把歼5做出来了。

补充,我不是黑沈飞,我说了“任何时间超过10年的事情,都不要用今天的思维去对待”,歼8的设计年代是个混乱的年代,在那种环境和生产条件下设计总师顾诵芬能把歼8设计完成,已经是能力过人了。这个锅要被也是时代和大环境背,不能划到个人头上。


手工订制,每一刻铆钉都融合了国家级重匠对歼击机对一无二的理解。

每一颗树叶都是不同的,你操作的歼8也是独一无二的,更显个性

这不是某些跑车或者奢侈品的广告词吗?似乎手工订制还是工匠精神的体现


作为一个前飞机工程师来回答一下。

互换性是基于装配公差大于零件公差这一基本原理实现的。也就是说如果装配公差不允许很大,或者零件公差不能做到很小,则不能互换。互换性确实意味着便利性,但不代表一切,还是要根据实际应用场景来看。汽车产业产量大,为了大批量标准化生产,对互换性要求较高。另外使用中存在大量不规范操作,对维修更换的需求也大。尤其是这个行业最近几年在媒体上曝光率高,大家就都觉得这是最重要的。实际上其他产业不这么看。即使是汽车产业自身也不会把这件事当成最高标准。比如说博世的高压共轨系统中最重要的喷油嘴因为装配允许公差特别小,所以是不能互换的,难道说博世的共轨系统不好?

互换性还有一个前提就是:刚度要大,不能有变形,否则装配公差必须要大于变形量才能互换。

来一个内幕问题,协和号超音速飞机的机身长度公差多大?事实上在超音速飞行时,因为空气与机身摩擦生热,导致热胀冷缩,协和号在超音速飞行时机身长度比在地面时长约10cm

再问一个内幕问题,空客A340在满载和空载状态下,机腹的弯曲挠度能达到多大?事实上可以超过3cm

协和号不是因为飞机质量不好才淘汰的,而是因为油耗太高,没人愿意做。空客A340至今还是主力机型。这两家飞机的质量应该说是相当好的

飞机为了降低重量,结构刚度都是尽可能小的,所以靠着飞机自身的刚度几乎不可能不变形。在这种条件下除非装配公差比变形量还大,否则不可能实现互换。而这是不可能的。

实际上飞机大部件装配过程中都是借助地面高刚度的支撑工装来固定,然后用铆钉或者其他连接件装配的。而铆钉在铆接时会留下残留应力,一旦从高刚度工装上卸下来,残留应力就会导致变形。一块2m*2m的蒙皮铆上去,残留应力带来的变形很容易就超过2mm。所以在控制装配残留应力这方面,可以说是各家飞机厂的独门绝技,也是核心技术。过去都是靠着老师傅的经验,现在正在普及使用自动化设备,里面的参数都是保密的。

航空工业产量小,波音一个型号整个生命周期有几千架就是航空工业的巅峰了,和汽车行业动辄百万辆的产量根本没法比。对于互换性要求自然也低,即使大量使用配钻也没问题。另外对于飞机而言大尺寸结构件更换的几率极低,也不需要考虑这个问题。

对于大尺寸配件,互换性是不可能的,但是在局部变形量较小的位置还是可以有一些互换性的。对于有保养互换性需求的位置,会设计专门的高刚度局部结构满足这种需求。不过说实在的波音在这方面确实技高一筹,人家设计的合理性就是比我们的好。短期内看来我们还有很多要追赶的。


印象中最早的说法是左右副油箱不能调换

——

呃,零件在装配时需要修配和调整并不能否认零件的互换性,依然是互换零件,属于不完全互换罢了。


我当年为了交差,在某篇社会调研报告里面捏造了一堆调研数据。后来,等我再次要写一个相关报告时候,从网上一搜,我的那篇假报告已经被引用了无数次,那些数据居然被cctv和某些部委都用过了……

-----------------------------------------------------------------

各位看官,各种谣言和段子就是这么从假变成真的


那个时代确实可能存在这种笑话,因为精密加工、测量的设备不足。随着时代 发展,这种情况基本上可以排除了。

讲一个新时代的笑话,丰田老总来广州分公司,省领导到厂会谈。丰田老总叫人拿出一扇车门,告诉领导这是比亚迪造的车门,又让人开来一部拆掉一扇门的花冠,当场把比亚迪的车门装上花冠。然后撕逼:“这就是你们的知识产权保护?”


这根加工精度有多大关系啊?老是扯标准化,扯加工精度,不知道有没有见过飞机装配,别说歼8,现在的枭龙,歼10,甚至歼20的很多零部件也都是不能互换的啊,就是说,你能看到的有紧固件连接的那些零件都是不能互换的,包括高锁螺母这种重要的孔也是机加底孔现场扩孔,你们是不是觉得飞机制造跟汽车流水线一样啊?

原答案飞机装配和汽车等机械的装配是不一样的

汽车是把小的零件装到一个较大的零件上,再把这些较大的部件装到一起

飞机是把所有的东西往一个架子上装,这个架子本身不是飞机的部件,飞机的框梁,珩条,蒙皮上面是没有装配孔的,就连飞机发动机承重框梁上的孔也都是在现场钻的,装配孔有的是拿工装配钻,有的是拿尺子量好位置做标记再配钻,汽车也有配做的零件,比如发动机的曲轴连杆的装配

所以飞机的零件互换性差这是工艺过程决定的,以此来说中国的制造业水平及其标准化太不准确了,登月成功的那一刻中国的精工就已经登峰造极了,材料,电子等的可能还有发展,但机械制造在以后可能不会有太大的突破了


标准件原则上可以互换,但是所有导管(敲黑板!!!),成百上千,包括液压、冷氮气、燃油都TMD不能互换,都是临时挝的;还有就是飞机蒙皮、舱门都不能互换,只能定做,原因是这些铝制件都是工人一个个凭经验铆的,如此等等,这也就造成维护起来简直是机务灾难。

就算是可以互换的标准件,互换之后也有很多不行,叫不匹配,具体原因很复杂,而且很多件明文规定不让互换。

所以,老美的话只是有些语病,其实有点道理,实事求是讲,我反正认可80%~~~


所谓“美国人发现歼八零件不能互换”基本可以确定是一个捏造的段子,被某些漫画和段子散出去,流毒甚广。迄今为止“八二工程”参与者的回忆录均未提及此事。

1987年7月选定工程主承包商后,“八二工程”进入实际工程阶段。

中方第一技术支援组从1987年12月抵达,到1988年9月完成阶段任务,前后10余个月收到格鲁门公司发来的GASD-IFM文件745份,一技组向格鲁门回复PRC-IFM文件758份,这些备忘录文件是中美交换信息的最权威渠道,李明等当事人均未提及当时美方反映过歼八的零件问题。

其实想一想所谓“零件不能互换”根本不可能,我们先后送了两批次三架飞机到美国,都是多少人围着转的宝贝,怎么可能在零件上出问题?

1986年1月我们海运到美国的样机是经过沈飞精心修复改装的歼-8II 02号机(静力试验用样机),改机的改装是总参和科工委联合来抓的重点工作,怎么可能出这种低级错误?

1989年1月20日,美国派C-5A运输机直飞沈阳来接2架改装用试飞样机,这是中央高度重视的“钦点”项目,美国人亲自来接的金疙瘩,零件不能互换?逗我吗?

————————————————————————————————————

歼八因为零件问题是出过事的,但那是工厂人员的责任事故,很久的老黄历了,大家有兴趣我可以介绍一下。


歼八II离我们太远了,除了当年的设计、生产、维修人员,没人接触过,也无法验证真假。

——————————————————————

不过,92的弹匣能不能互换,这个很容易验证,很多人都用过,还有人做了测试。事实告诉我们,真的不能。

(看一下这烂的一B的做工)

以下内容为引用:

这其中,92式手枪除了自身标配的弹匣外,又另外选配了若干个全新的但并非该92式手枪原装的弹匣。

笔者在测试过程中,将各支手枪弹匣中各装入一发训练弹,分别将弹匣安装至普通状态和空仓挂机状态的手枪中。随后拉动套筒,手动将弹匣中的训练弹排出。

分别对这只92式手枪使用其配套的弹匣和另外的7个弹匣进行测试。测试结果表示,在空仓挂机的前提下,各弹匣都能顺畅的推入弹匣井中,并能在空仓挂机解脱时顺利推弹入膛。但是在正常状态下的测试中,仅有此只92式手枪标配的弹匣能够较为轻松的一次性安装成功。其他的7个测试弹匣中,有四个弹匣可以使用“特殊方法”将弹匣安装到位并顺利供弹,另外三个弹匣则几乎不能安装到位完成供弹。

来源:http://m.guancha.cn/BaHaoTanKe/2017_08_30_424981.shtml


你们都觉得能互换很流弊,我就问,你们随便找一台车,越高级越流弊的越好,拆开发动机,把活塞连杆或是曲轴的瓦座互换一下给我看看?

说一句不好听的,扯这问题的压根就连机械工艺都没搞明白。


蔡国庆的零件能不能换不知道,不过不同批次的92是真不能换,连弹匣都不行,品控这个锅谁都背不了。


歼八零件不能互换传言已久,真实性和消息源头未知,官方当然不可能公开确认这种事。不过歼八产量一直不高,不知道是生产组织方式落后还是军队缺乏采购经费。如果是前者的话,那么传言就有可信度了,

另外,印象中几年前在《兵器知识》上看到过,92式手枪的弹匣不能互换的问题。一只枪出厂配2个备用弹匣,如果用了别的枪的弹匣,有可能出现卡扣不紧,装不进去,甚至射击中脱落的现象……这个就很让人惊讶了。


有专业前辈提了一个波音787飞机修补的复杂性栗子,但未详细说明,本着打破砂锅精神我搜到了以下内容,希望能够让大家对飞机维修工艺了解得更具体(商用飞机机身维修考量要素多是:强度、光顺性、成本):

************转载内容切割(翻译的似乎不是很到位凑合看吧)**************

最大的补片

迄今为止用于修补主要飞机结构的最大的复合材料补片,是波音公司为埃塞俄比亚航空公司的B787生产的,该飞机2013 年7 月在伦敦希思罗国际机场停放时发生火灾,机上没有乘客。这场火灾由应急定位发射机故障引起的,烧坏了整个碳纤维/环氧树脂机身顶端相当大的面积。报告描述了如何修补该飞机,波音公司在工厂获取的整个机尾整流罩,切割其顶端25 英尺长,与烧毁飞机受损部位相应的部分,作为修补补片。然后将这个大型补片,包括附加框架和共同模制纵梁部分,运往希思罗国际机场,在那里,将补片放入移去客机受损的复合材料后的孔内。周围的小缝隙用密封胶填充。

接下来,在机身内部,技术人员将拼接板粘贴到内表面,覆盖每侧的接合边缘几英寸。经真空袋修补后,技术人员在受损部位用加热毯加热、加压,认真监测,使用Heatcon 控制器控制固化过程。一些连接和优质的纵梁和框架也是必须的。机械紧固件作为补充胶接。

无论是在地面上使用超声波无损检测,还是飞行测试期间,在空中监测应变和使用其他传感器,经固化的修复须经过仔细地评估。通过测试结果,波音公司宣称修补的机身效果和原来一样好。时间会证实,在恶劣条件下修复的高空飞行客机,历经多年极端环境而一直运转,并且保持完整性是否合理。

与此同时,波音公司从用于这次规模宏大的修补的超大型预固化修补补片的开发和应用中获得了宝贵经验。工程师当然知道他们成功地开创了结构维修手册范围外的先河。

复合材料补片修补机身已具有了一些方法。飞机制造商和运营商,MRO 专家和研究机构将尽其所能,确保广泛的复合材料飞机进一步发展的经济上的成功。

***整篇文档详见:

http://www.industrysourcing.cn/article/315429


内部期刊对八爷的的问题进行过明确的披露,八爷就是地勤的恶梦!至于92弹匣的问题,非正式的说法是设计师的问题,弹匣与枪匹配,如果有人抢了张三的枪用李四的弹匣就用不了,好吧我承认设计师的脑回路确实与众不同,他就没想过战场上打急眼了谁还有空看弹匣是不是自己的………………………送到美国的那几架有没有这个问题不知道,但八爷品控的问题绝对是真的,看过一篇分析报告,里面详细罗列了装备部队的八爷各种奇葩问题,副油箱不能互换这个问题都还是轻的!至于看到有些答主在那给92手枪弹匣不能互换一事洗地,拜托用点心好吗,92弹匣不能互换一事早就不是秘密,轻兵器和兵器知识上的吐槽文章多了去了!甚至在92改出来以后,关于92改的成果里有一项就是解决了弹匣互换问题!


完全就是传言传着传着走样了,或者说,那兔的原作者(写文章的那个)没有把这个问说清楚。

实际上,飞机的零件大部分是不能互换的,因为结构的要求,特别出于结柔性,应力等需求,你互换零件是作死,这点,稍微读过一点航空杂志的人应该都知道。(我也只知道这么一点了。)

原作者真正想谈的问题是标准化生产和质量控制。

众所周知,我国的加工制造业常年落后于世界,很多零件机器加工出来的公差很大,这时候就需要一个传说中的【八级】钳工/车工/铣工等用自己的手将零件再加工一次,减小公差。或者说,有些零件以当时我国制造业的水平,机器生产不出来,也需要他们进行手工生产,这样生产的产品,在加工标准上,自然存在很大的公差。

以现在的观点来看,完全就是质控一塌糊涂,而当时的西方精加工业已经走上标准化生产各种零部件,质控保证的路了,甚至数控机床已经开始出现。

所以,作者是没把这个问题写清楚,也简单的将和平典范工程带来的教训扩大化了。


全世界的飞机都不可能做到完全互换………机械加工中有个概念叫可互换性,稍微大一点的机械都不是完全可互换的


看了好几位沈飞粉丝的表演。我就想说,今时今日,沈飞敢说他们的15能互换零件么?真是笑话了,现在都还做不到的事情,却忙着洗当年的地。


推薦閱讀:

以現有科技和資源,人類是否可以把生命傳播到其他星球或者星系,是否可以說創造了新的生命世界?
中國的航空航天技術已經超越俄羅斯?
下一代的主力重型戰鬥機之爭會是航空時代航空強國之間最後的競爭嗎?先進戰機還有發展的未來嗎?
天天被導師或者領導罵或者批評是一種什麼體驗?

TAG:历史 | 军事 | 机械制造 | 机械设计 | 航空航天 |