第168章 双线並进 精研利器(1/2)
王焕勃彻底进入了“发明家”状態。西跨院书房成了临时设计中心,墙上掛满了“红星小钢炮”拖拉机的结构草图、传动系统示意图、液压原理图,以及初步的81槓改进构思图。书桌上堆满了各种技术手册、国內外农机样本图册(有些是通过特殊渠道获取的)、材料力学和机械设计书籍。空气中瀰漫著绘图墨水、纸张和一种专注思考的特殊气息。
假期结束,白天他照常处理厂里的技术事务,听取电子计算机、数控工具机、汽车分厂等项目的进展匯报,做出决策。但一有空閒,甚至在夜深人静时,他的全部精力都投入到了这两项“自选动作”中。
首先是“红星小钢炮”。
有了手绘草图的概念和盘古建立的初步三维模型,王焕勃开始进行深入的技术细化。他深知,设计一台好用的机器,尤其是要適应中国农村复杂多变、保养条件可能跟不上的使用环境,可靠性必须放在首位,其次才是功能和性能。
动力系统是核心中的核心。40马力的柴油机,他决定基於国內正在试製或已有基础的立式、水冷、四衝程单缸或双缸柴油机进行深度改进。他通过盘古调取了国內几家柴油机厂(如上海柴油机厂、无锡柴油机厂等)现有型號的技术资料,结合自己对高效燃烧、低摩擦、轻量化的理解,重新设计了气缸盖、活塞、连杆、曲轴的关键尺寸和形状,优化了进排气道,改进了燃油供给系统(採用更精密的波许泵和多孔喷油器),並特別加强了润滑和冷却系统的可靠性。电启动系统,他选定了红星电瓶厂最新研发的12v 100ah 大容量干荷蓄电池,配合直流启动电机和硅整流发电机,確保在低温环境下也能顺利启动,並能满足夜间作业时的基本照明用电(他预留了车灯接口)。
传动系统的复杂程度远超普通拖拉机。为了实现田间低速精细作业和公路中速运输的宽范围速度覆盖,他设计了一个4x2的机械式手动变速箱(四个前进档,两个倒档),但通过副变速箱(高低档切换)实现了实际上的8个前进档和4个倒档。档位清晰,换挡力適中。其中,1-2档为超低速爬行档,用於极端重载或精细作业;3-5档为標准作业档;6-8档为道路运输档,最高档(8档)传动比经过精心计算,配合后桥主减速比,確保在发动机额定转速下,掛载1.5吨拖斗时能达到45-48公里/小时的理论速度。考虑到当时的道路条件(多为土路或砂石路)和拖拉机较差的减震,这个速度既能保证一定的运输效率,又兼顾了安全性和车辆寿命。
后桥採用刚性驱动桥,结构坚固,承载能力强。差速器確保转弯灵活。制动系统为机械蹄式,作用於后轮,可靠但制动力有限,王焕勃特別在说明书中强调,公路运输下坡时必须使用发动机制动並控制车速。
液压悬掛系统是“多功能”的关键。他设计了一套简单的分置式液压系统,包括齿轮油泵、分配器、液压油缸。通过操纵分配器手柄,可以控制悬掛农具的提升、下降、浮动,以及力调节(根据耕作阻力自动调节耕深)和位调节(保持农具与拖拉机相对位置)。这套系统虽然不如后世复杂,但在五十年代中期,已属相当先进,能极大提升耕作质量和效率。液压输出接口(快换接头)也为將来掛接更复杂的液压机具(如自卸拖斗的液压举升)预留了可能。
驾驶室?不,考虑到成本和用途,王焕勃只设计了一个弧形钢板製成的安全框架,可以遮阳挡雨,但非封闭。座椅是带弹簧减震的机械式可调座椅,这在当时绝对是“豪华配置”。仪錶盘集中了水温表、油压表、电流表、燃油表、发动机小时计,以及空滤堵塞报警器——这个小装置能在空气滤清器堵塞时提醒机手,避免发动机因进气不足而磨损,非常贴心。
標准化三点悬掛装置和动力输出轴(pto) 的设计,他参考了后世成熟標准,但进行了简化。pto有540转/分和1000转/分两种转速可选(通过副变速箱切换),以適应不同机具的需求。
所有的设计,王焕勃都力求在先进性、可靠性、工艺性、经济性之间找到最佳平衡点。材料儘量选用国內能稳定生產的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸铁。加工工艺也儘量考虑现有工具机(包括红星厂自己生產的数控工具机)的能力,减少特殊刀具和复杂夹具的使用。
“盘古,对『红星小钢炮』最终数字模型进行有限元分析,重点校核车架、后桥壳、悬掛支座在最大负重和衝击载荷下的应力分布。模擬田间耕作、公路运输典型工况下的动力学表现。优化重量分布。”
“分析进行中…车架最大应力点位於后桥连接处,建议增加局部加强筋。优化建议已生成。”
就在王焕勃埋头完善拖拉机设计时,他也没有忘记对李云龙的承诺。81式自动步枪的改进方案,在另一块绘图板上同步推进。
他没有直接画出完整的81槓图纸——那太惊世骇俗。而是以“基於对现有苏式自动武器(ak-47/sks)的技术分析与未来单兵武器发展研判,提出若干改进方向与关键技术预研建议”为题,进行“学术性”的探討。
他首先系统分析了ak-47突击步枪(通过內部资料了解)的优点:结构简单,动作可靠,勤务性好,威力適中。但也指出了其不足之处:连续射击精度较差(枪口上跳明显),瞄准基线较短影响精度,人机工程有待改善(快慢机位置、弹匣释放钮等),缺少空仓掛机功能。
针对这些问题,他提出了自己的改进思路,並用严谨的工程语言进行阐述:
1、提高精度与可控性:
优化导气系统:通过调整导气孔位置、活塞行程、气室容积,並可在活塞上增设气压调节装置(初步构想),使火药燃气能量得到更柔和、均衡的释放,从而有效降低自动机后坐力和枪口上跳,提高点射和短点射的精度。他画出了改进前后的导气装置原理对比图。
改进枪机与缓衝:优化枪机组件质量配比,在枪机后方增设橡胶缓衝垫,进一步吸收后坐衝击,使武器射击更平稳。
加长瞄准基线:將照门座前移,与准星座距离適当加长,提高瞄准精度,尤其是对远距离目標的射击精度。
2、完善人机工程与勤务性:
增加空仓掛机功能:在枪机框或弹匣插口处设计掛机凸笋,当最后一发子弹击发后,枪机后退到位被掛住,提示射手更换弹匣。更换新弹匣后,可通过拍打掛机解脱钮(设置在机匣左侧)或后拉枪机的方式释放枪机,推弹上膛。这一功能能显著提升实战中的换弹速度和战术意识。他详细绘製了掛机机构的工作原理图。
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