軍事科普:軍艦智造――戰(zhàn)時軍艦大批量生產(chǎn)模式簡介
軍艦,又稱海軍艦艇,是在海上執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)的船舶。
巡洋艦(cruisers)是在排水量、火力、裝甲防護(hù)等方面僅次于戰(zhàn)列艦的大型水面艦艇,歷史上巡洋艦一開始是指可以獨(dú)立行動的戰(zhàn)艦,而與此相對的驅(qū)逐艦則需要其它船只(比如補(bǔ)給船只)的幫助。
各型艦艇、坦克、火炮、飛機(jī)是海陸空三軍的大型主戰(zhàn)武器裝備,由于它們各自的價格、特點(diǎn)和戰(zhàn)爭使用情況不同,后三者往往都是大批量生產(chǎn),出口和裝備部隊(duì);這些貨物的批次生產(chǎn)數(shù)量至少成百上千(蘇制t-10重型坦克,獵豹坦克殲擊車),多的數(shù)量或超過萬(me-109戰(zhàn)斗機(jī),斯圖卡俯沖轟炸機(jī)),甚至幾萬(例如謝爾曼坦克和t-34坦克)。與這些一開生產(chǎn)線就一月下線幾百輛的小型玩具相比,海軍艦艇尤其是大中型艦艇建造數(shù)量達(dá)到數(shù)十艘,這就已經(jīng)是很大的批量制造了,尤其是噸位較大的艦艇更是如此。
這本書里,架空的歷史上,賽琳娜級巡洋艦,這樣的一種軍艦,造了366艘,改進(jìn)型造了144艘。這樣的排水量2000噸的中型艦艇(當(dāng)時是大型)短短幾年內(nèi)被建造了510艘,期間還生產(chǎn)了大量其他艦艇,你信嗎?還有,“戰(zhàn)爭最后階段,一個月就造一艘巡洋艦”這不明擺著忽悠嘛??!!
至于你信不信,我反正是信了。這一點(diǎn)都不忽悠,這完全是合乎當(dāng)時現(xiàn)實(shí)的架空。因?yàn)楫?dāng)時的工業(yè)國家確實(shí)有那個實(shí)力,確實(shí)可以短時間內(nèi)造出這些軍艦。
本章將告訴你在那個時代怎樣以極為低廉的單品價格大批量迅速且合格的制造出各類大型武器裝備。
先看看工業(yè)革命結(jié)束后主要國家的造船能力,不必太發(fā)達(dá)太強(qiáng)的國家,那時的小強(qiáng)美國的數(shù)據(jù)就可以,別的我也找不到。
“19世紀(jì)上半期,美國的造船開始從帆船向蒸汽船過渡,從木殼船向鐵殼船過渡,從明輪船向螺旋槳船過渡。1807年建造的“克勒蒙特“號內(nèi)河船是第一艘具有商業(yè)價值的蒸汽機(jī)船;1814年建造的“德馬洛格斯“號是世界上最早的蒸汽機(jī)戰(zhàn)艦之一;1834~1838年建造了第一批蒸汽機(jī)鐵殼船;1842年建造的“密執(zhí)安“號是美國第一艘鐵殼軍艦;1843年建造的“水巫“號戰(zhàn)艦是美國第一艘采用螺旋槳的船。從技術(shù)上來說,1880年以前,造船在美國主要還是依靠工匠的經(jīng)驗(yàn),而科學(xué)的造船技術(shù)是在19世紀(jì)后期和鋼殼船同時出現(xiàn)的。
在南北戰(zhàn)爭期間,美國北方的造船廠曾為北方海軍的建設(shè)起過重要的作用。1862年初,美國第一艘裝甲艦“監(jiān)視“號在布魯克林角下水。這艘世界上最早的、經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的巡洋艦,在對南軍海戰(zhàn)中大顯威風(fēng)。在10年的內(nèi)戰(zhàn)中,美國船廠的造船產(chǎn)量達(dá)到高峰,1855年的產(chǎn)量已達(dá)2024艘、約590000噸,是內(nèi)戰(zhàn)前的4倍,船舶的平均噸位已達(dá)290噸。從此,美國躋入世界主要造船國的行列?!?br/>
“1855年的產(chǎn)量已達(dá)2024艘、約590000噸,是內(nèi)戰(zhàn)前的4倍,船舶的平均噸位已達(dá)290噸”
明顯,那時還不是最強(qiáng)的大美利堅(jiān)當(dāng)時造出這些軍艦來都是小case。況造海軍起家的中央大陸強(qiáng)國?這個產(chǎn)量沒問題的。
接下來就是便宜且迅速的制造。想談一下一項(xiàng)技術(shù),是跟飛機(jī)相關(guān)的技術(shù)。(不是造船而是造飛機(jī)的技術(shù),貌似有些離譜。)
“戰(zhàn)爭史上有這樣一種飛機(jī),dh-98戰(zhàn)斗轟炸機(jī),就是著名的蚊式戰(zhàn)斗機(jī),它是由德?哈維蘭公司設(shè)計(jì)制造的木質(zhì)輕型轟炸機(jī)。蚊式轟炸機(jī)的主要結(jié)構(gòu)均為木質(zhì),因此身輕如燕,不僅性能優(yōu)良、速度快,而且價格低廉、節(jié)省原料,迅速成為一種頗具特色的杰出機(jī)型。蚊式轟炸機(jī)在二戰(zhàn)中因生存率高、性能優(yōu)良,被大量生產(chǎn)、改裝,成為多功能飛機(jī)。在整個戰(zhàn)爭期間,蚊式轟炸機(jī)創(chuàng)造了皇家空軍轟炸機(jī)作戰(zhàn)生存率的最佳記錄?!拔谩笆斤w機(jī)是英國人的驕傲,更是充滿了傳奇色彩的一代名機(jī)。
杰弗里?德?哈維蘭是另一位覺得用傳統(tǒng)思路設(shè)計(jì)13/36只會造出平庸轟炸機(jī)的設(shè)計(jì)師,轟炸機(jī)同樣需要光滑的氣動外形和最小的蒙皮面積來實(shí)現(xiàn)高速。于是德?哈維蘭公司也開始了快速轟炸機(jī)的研究,并從“信天翁“的設(shè)計(jì)入手以節(jié)約時間。1938年4月德哈維蘭公司對安裝兩臺羅爾斯-羅伊斯在研“灰背隼“v形12缸液冷發(fā)動機(jī)的構(gòu)型進(jìn)行了性能估算,隨后把布里斯托“大力神“和納皮爾“佩刀“發(fā)動機(jī)列入備選。7月7日杰弗里?德?哈維蘭致信空軍議會中負(fù)責(zé)研發(fā)工作的威爾弗雷德?弗里曼中將,討論了該機(jī)的技術(shù)規(guī)格并提出一旦開戰(zhàn),鋁和鋼鐵等物資肯定會短缺,唯一不受限制的只有木材,盡管木材的抗扭轉(zhuǎn)性能不好,但強(qiáng)度重量比能做到與杜拉鋁和鋼材一樣,他認(rèn)為設(shè)計(jì)一種非戰(zhàn)略物資制造的轟炸機(jī)是完全可行的。威爾弗里德?弗里曼爵士可以說是德哈維蘭公司在空軍部的盟友,一戰(zhàn)期間他就與杰佛里?德哈維蘭建立了友誼,當(dāng)時是空軍會議成員,為政府提供航空事務(wù)方面的建議。弗里曼中將是一個富有遠(yuǎn)見的人,理解并欣賞快速轟炸機(jī)概念,更重要的是他愿意并有能力向頑固的傳統(tǒng)思維發(fā)起挑戰(zhàn)。
“蚊式“的橢圓形截面機(jī)身與“信天翁“一樣是硬殼結(jié)構(gòu),內(nèi)部除隔框外沒有任何其他加強(qiáng)結(jié)構(gòu),如全金屬半硬殼機(jī)身的縱梁和桁條等?!拔檬健暗臋C(jī)身采用高強(qiáng)度層壓膠合板制造,板材厚約11毫米,內(nèi)外層是約2毫米厚的加拿大樺木,中間是厄瓜多爾輕木夾芯(也稱巴沙爾木)。機(jī)身被分成左右兩半單獨(dú)制造,先把加強(qiáng)木板和木條嵌入紅木或混凝土陽模上的正確位置,再涂上酪素膠貼上裁剪好的層壓膠合板,最后用皮帶固定等待膠水固化后機(jī)身硬殼就可以整體從模具上取出了,然后再粘上機(jī)身隔框。“蚊式“的機(jī)身從頭向尾逐漸收細(xì),內(nèi)部被云杉木夾芯膠合板隔框分為7個隔艙,第7號隔框承載平尾和垂尾。機(jī)身與隔框膠合處的一圈蒙皮采用云杉木夾芯膠合板加強(qiáng),艙門四周和翼根等需要加強(qiáng)的地方也使用了云杉木夾芯膠合板。
“蚊式“的機(jī)身由這薄薄的層壓膠合板形成,內(nèi)外層是加拿大樺木,中間是厄瓜多爾輕木夾芯。
像做模型那樣把機(jī)身分成左右兩半也方便了設(shè)備的安裝,許多關(guān)鍵系統(tǒng)在機(jī)身膠合前就能先行安裝,無需像傳統(tǒng)飛機(jī)那樣在總裝時由工人爬進(jìn)鉆出安裝,加快了裝配進(jìn)度。安裝完設(shè)備后的兩半機(jī)身就可以對接合攏了,機(jī)身的對接處采用云杉木層壓板制造,對接面呈v形咬合。先把機(jī)身用螺栓固定一起膠合,最后在對接處內(nèi)外表面粘上膠合板強(qiáng)化蒙皮。在早期試制時由于制造公差問題合攏機(jī)身是個苦差事,后來隨著工藝的完善,這個問題也隨之消失了。完成膠合的機(jī)身會被敷上一層馬大普蘭蒙布(一種細(xì)平紋棉布),然后在重心位置鋸出安裝機(jī)翼的大開口,并在開口的四角裝上機(jī)翼金屬安裝點(diǎn),機(jī)身上的開口和艙門也在此時鋸出。如果要修改機(jī)身的話也很容易,唯一需要的工具就是鋸子?!?br/>
我們把飛機(jī)的外殼技術(shù)用到軍艦上。很好,昂貴又頗費(fèi)工時的軍艦?zāi)举|(zhì)外殼可以迅速解決了。船里面那些鋼鐵的材料都是工廠標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,這種工業(yè)品越是多價格越便宜。
有了充裕的產(chǎn)能,便宜的材料,還缺施工工藝,所謂生產(chǎn)過程中提高速度降低成本的方法――工業(yè)化生產(chǎn)流程。
我們按照當(dāng)代工廠化批量生產(chǎn)的模式開工。
現(xiàn)代造船工業(yè)從設(shè)計(jì)完成開始計(jì)算船舶的建造一般分為如下幾個過程:
1、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、相關(guān)材料和設(shè)備的采購
這個過程一般都是船廠來完成的,不過現(xiàn)在部分設(shè)計(jì)單位也具有生產(chǎn)設(shè)計(jì)的能力。生產(chǎn)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到船舶生產(chǎn)的進(jìn)度及質(zhì)量。另外,船廠的采購部門必須向其他設(shè)備商訂購主機(jī)及其他配件。招標(biāo)的時候設(shè)好門檻就可以。
2、板和型材的加工
具體分為:放樣,板和型材的預(yù)處理,下料及成型加工。圖紙現(xiàn)成的,按照蚊式轟炸機(jī)的模式,很簡單。
3、分段組裝
這個過程的工作量很大,主要是在車間內(nèi)把形材和板連接成分段,再用平板車將這些分段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。分給多個小作坊,很容易的。
4、船體合龍
就是在船臺上和船塢內(nèi)把分段組合成船。這個過程難度是比較大的,勞動遷都也很高。該過程涉及到大量的起重和連作業(yè),因?yàn)閷υO(shè)備要求較高,該過程是船舶生產(chǎn)中的瓶頸。好在這些船只噸位都不大。
5、下水(那么小的軍艦,技術(shù)很成熟了,不會出問題)
這個過程是船舶建造中最危險的過程,一旦發(fā)生事故整個船就報廢了。具體過程沒什么好說的。
6、碼頭舾裝
把管子,閥門和其他大型設(shè)備及裝潢材料裝上船。這個過程涉及到的專業(yè)最多,是船舶建造中最混亂也最容易發(fā)生事故的過程。(這是炮灰軍艦,一切從簡)
7、試驗(yàn)交船(這條更簡單,直接收船了)
包括系泊試驗(yàn)和航行試驗(yàn),主要是測試實(shí)際建造完成后船舶各方面的性能數(shù)據(jù)。
同一條船的2,3,4部分是可以同時進(jìn)行的,這就又節(jié)約了時間。
建造過程全部采用標(biāo)準(zhǔn)化制造體系和專業(yè)化模塊化的分工體系?!肮咎峁┐坏膱D紙,公司提供船只的材料供應(yīng),公司提供船只的輪機(jī)設(shè)備,公司提供造這條船所需要的一切。造船廠的事情只是按照圖紙組裝,報告工期進(jìn)度,收錢?!卑凑者@個模式,可以說,戰(zhàn)爭最后階段,一個月就造一艘巡洋艦。這不是吹的。這就叫工廠化生產(chǎn),像造香腸一樣造導(dǎo)彈,像下餃子一樣造軍艦。產(chǎn)量擺在那里,前線我軍艦隊(duì)自始至終都維持著絕對的對敵數(shù)量優(yōu)勢。這種巨大的產(chǎn)量歸功于標(biāo)準(zhǔn)化制造體系和專業(yè)化模塊化的分工制造。另外,船只初始圖紙確實(shí)夠牛,艦船設(shè)計(jì)師堅(jiān)決貫徹簡化實(shí)用化核心設(shè)計(jì)思想起了不可替代的巨大作用?!昂唵尉褪敲?,簡單帶來勝利”,別理連科在《蘇軍內(nèi)幕》一書中,自始至終都在我們傳遞這一真理。勝利的真理??!
附錄:圣羅曼圣蘇妮亞聯(lián)合帝國海軍參戰(zhàn)艦船數(shù)據(jù)
敖德薩級大型戰(zhàn)列艦:排水量10600噸,艦長132米,艦寬8米,平均吃水2米,最大吃水8米,設(shè)計(jì)馬力12200匹,航速5節(jié),續(xù)航力6000海里/10節(jié),載煤量1800噸。主炮口徑:320mm/l40兩門,前后主炮各一門。副炮,10門150mm,57mm速射機(jī)關(guān)炮6門,兩側(cè)布局。該級艦原計(jì)劃制造16艘,因其設(shè)計(jì)不合理等問題,主炮火力配置偏弱等原因,總共只開工制造5艘,建成的只有兩艘,另外三艘艦體改作重巡洋艦。
企鵝級袖珍戰(zhàn)列艦:排水量4800噸,艦長102米,艦寬6米,平均吃水6米,最大吃水8米,設(shè)計(jì)馬力6200匹,航速5節(jié),續(xù)航力6000海里/10節(jié),載煤量800噸。主炮口徑:320mm/l38,主炮簡體位置偏中致使艦橋嚴(yán)重靠后。副炮,8門120mm,57mm速射機(jī)關(guān)炮4門,艦體兩側(cè)布局,后甲板兩門120mm副炮兩側(cè)布局,當(dāng)尾炮。該級艦共計(jì)劃制造36艘,計(jì)劃全部完成。
風(fēng)暴級護(hù)航戰(zhàn)列艦:排水量3300噸,艦長6米,寬12米,吃水6米,馬力3600匹,航速15節(jié),船員220人,載炮13門,203mm主炮3門前二后一式布局,120mm副炮6門、57mm速射機(jī)關(guān)炮4門。該級艦共制造了45艘。
佐羅級快速炮艦:鐵肋木殼船身,排水量450噸,艦身長47米,寬5米,艙深4米,吃水5米;800匹馬力,航速約5節(jié)。裝備2門150毫米炮(雙聯(lián)前主炮),57mm速射機(jī)關(guān)炮4門;乘員70人。該級艦共制造了280艘。(被遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船拖行至戰(zhàn)區(qū)參戰(zhàn),有21艘運(yùn)輸過程中因纜繩脫開順海流飄走損失。)
賽琳娜級巡洋艦:鐵肋木殼船身,排水量1300噸,艦長86米,寬11米,艙深6米,吃水3米;1500匹馬力,航速16節(jié)。裝備2門150毫米炮(雙聯(lián)前主炮),4門120毫米炮(兩側(cè)布局),兩具魚雷發(fā)射管;乘員160人。該級艦共制造了366艘。
賽琳娜ii級:鐵肋木殼船身,排水量1300噸,艦長86米,寬11米,艙深6米,吃水3米;1500匹馬力,航速16節(jié)。裝備2門150毫米炮(雙聯(lián)前主炮),8具魚雷發(fā)射管;乘員130人。該級艦共制造了144艘。
螃蟹級武裝運(yùn)兵船:全鐵殼結(jié)構(gòu)多功能運(yùn)輸船,雙層甲板,大通間式艙內(nèi)布局,艦長110米,寬18米,艙深7米,吃水6米;滿載排水量3800噸,可裝步兵1800人,3600匹馬力,航速15節(jié),裝備2門57毫米機(jī)關(guān)炮。該級艦共制造了320艘。
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