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AH-1 HueyCobra/Cobra

A Bell AH-1G HueyCobra

Type Attack helicopter
Manufacturer Bell Helicopter Textron
Maiden flight 1965-09-07
Introduction 1967
Status Active service
Primary users United States Army
Japan Self Defense Forces
Republic of Korea Army
Israeli Air Force
Produced 1967-present
Number built 1,116
Developed from UH-1 Iroquois
Variants AH-1 SuperCobra
Bell 309 KingCobra

The AH-1 Cobra is an attack helicopter manufactured by Bell. It shares a common engine, transmission and rotor system with the older UH-1 Iroquois (nicknamed "Huey"). The AH-1 is also sometimes referred to as the "HueyCobra" or "Snake".

The AH-1 was once the backbone of the United States Army's attack helicopter fleet, but has been replaced by the AH-64 Apache in Army service. Upgraded versions continue to fly with several other users. The AH-1 twin engine versions remain in service with United States Marine Corps as the service's primary attack helicopter.

[edit] Development

[edit] Background

Closely related with the development of the Bell AH-1 is the story of the Bell UH-1 — predecessor of the modern helicopter, icon of the Vietnam War and still one of the most numerous helicopter types in service today.

The UH-1 made the theory of air cavalry practical, as the new tactics called for US forces to be highly mobile across a wide area. Unlike before, they would not stand and fight long battles, and they would not stay and hold positions. Instead, the plan was that the troops carried by fleets of Hueys would range across the country, to fight the enemy at times and places of their own choice.[citation needed]

It soon became clear that the unarmed UH-1 troop helicopters were vulnerable against ground fire from Việt Cộng and North Vietnamese troops, particularly as they came down to drop their troops in a landing zone. Without friendly support from artillery or ground forces, the only way to pacify a landing zone was from the air, preferably with a machine that could closely escort the transport helicopters, and loiter over the landing zone as the battle progressed. By 1962 a small number of armed UH-1As were used as escorts, armed with multiple machine guns and rocket mounts.[1]

The massive expansion of American military presence in Vietnam opened a new era of war from the air. The linchpin of US Army tactics were the helicopters, and the protection of those helicopters became a vital role.[2]

[edit] Bell 207 Sioux Scout

Bell Model 207 Sioux Scout

Bell Model 207 Sioux Scout
Main article: Bell 207

Bell had been investigating helicopter gunships since the late 1950s and revealed a mockup of its helicopter gunship concept, named "Iroquois Warrior" in 1962. The design featured a long, slender body with stub wings and a two seat tandem cockpit. It was armed with a chin mounted grenade launcher. A 20 mm belly cannon and munition mount points on the stub wings were also planned.[3]

The U.S. Army was interested in the concept and awarded Bell a proof of concept contract in December 1962. The role of this new helicopter was to protect the troopships and to wield a full combat capability of its own. Bell's first design was built around a modified Model 47, leading to the sleek Model 207 Sioux Scout which first flew in July 1963.[4]

The Sioux Scout had all the key features of a modern helicopter gunship – a tandem cockpit, stub wings for weapons, and a chin-mounted gun turret. After evaluating the Sioux Scout in early 1964, the Army was impressed, but also believed the Sioux Scout was too small, underpowered, unsophisticated, and fragile to be of practical use.[4]

[edit] AAFSS

Army's solution to the shortcomings of the Sioux Scout was to launch the Advanced Aerial Fire Support System (AAFSS) competition.[4]

The AAFSS requirement would give birth to the Lockheed AH-56 Cheyenne – a heavy battlefield helicopter that would prove to be over-ambitious, over-complex and over-budget, before being canceled 10 years later in 1972.[4] The Cheyenne program developed future technology and demonstrated some impressive performance, but was never made to work as a functional gunship. It served to underline an important rule of the combat helicopter – survival would be ensured only by the right mix of speed, agility and weapons.

[edit] Model 209

Bell 209 prototype of the AH-1 Cobra series, with skids retracted (FAA no. N209J).

Bell 209 prototype of the AH-1 Cobra series, with skids retracted (FAA no. N209J).

At the same time, despite the Army's preference for the AAFSS – for which Bell Helicopter was not selected to compete – Bell stuck with their own idea of a smaller and lighter gunship.[4] In January 1965 Bell invested $1 million to proceed with a new design.

Mating the proven transmission, rotor system, and the T53 turboshaft engine of the UH-1 with the design philosophy of the Sioux Scout, Bell produced the Model 209.[4] Bell's Model 209 largely resembled its "Iroquois Warrior" mockup.[3]

In Vietnam, events were also advancing in favor of the Model 209. Attacks on US forces were increasing, and by the end of June 1965 there were already 50,000 US ground troops in Vietnam.[4]

1965 was also the deadline for AAFSS selection, but the program was stuck in technical difficulties and political bickering. The U.S. Army needed an interim gunship for Vietnam and it asked five companies to provide a quick solution. Submissions came in for armed variants of the Boeing-Vertol ACH-47A, Kaman HH-2C Tomahawk, Piasecki 16H Pathfinder, Sikorsky S-61, and the Bell 209.[4]

On 3 September 1965 Bell rolled out the prototype, and four days later it made its maiden flight, only eight months from the go-ahead. In April 1966, the Model 209 won an evaluation against the other rival helicopters. Then the Army signed the first production contract for 110 aircraft.[4]

The Bell 209 demonstrator was used for the next six years to test weapons and fit of equipment. It had been modified to the match AH-1 production standard by the early 1970s. The demonstrator was retired to the Patton Museum at Fort Knox, KY and converted to approximately its original appearance.[3]

[edit] Into production

The Bell 209 design was modified for production. The retractable skids were replaced by simpler fixed skids. A new wide-blade rotor was featured. For production, a plexiglass canopy replaced the 209's armored glass canopy which was heavy enough to harm performance.[3]

[edit] Operational history

Bell AH-1G in Vietnam

Bell AH-1G in Vietnam
AH-1Q Cobra in Fort Hood, Texas

AH-1Q Cobra in Fort Hood, Texas
A late-model AH-1 Cobra at ILA 2006 in Berlin

A late-model AH-1 Cobra at ILA 2006 in Berlin

By June 1967, the first AH-1G HueyCobras had been delivered. Originally designated as UH-1H, the "A" for attack designation was soon adopted and when the improved UH-1D became the UH-1H, the HueyCobra became the AH-1G.[4] The AH-1 was initially considered a variant of the H-1 line, resulting in the G series letter.

Bell built 1,116 AH-1Gs for the US Army between 1967 and 1973, and the Cobras chalked up over a million operational hours in Vietnam.[4]

The AH-1 Cobras were in use by the Army during the Tet offensive in 1968 and through the end of the Vietnam War. Huey Cobras provided fire support for ground forces, escorted transport helicopters and other roles. They also formed "hunter killer" teams by pairing with OH-6A scout helicopters. A team featured one OH-6 flying slow and low to find enemy forces. If the OH-6 drew fire, the Cobra could strike at the then revealed enemy.[3]

Huey Cobras supported U.S. Marine operations during 1983 invasion of Grenada.

During the Gulf War of 1990-91, the Cobras and SeaCobras deployed in a support role. The Marines deployed 91 SeaCobras and the Army 140 Cobras. Three AH-1s were lost in accidents during fighting and afterwards.[3] U.S. Cobras were also used in operations throughout the 1990s.[3]

Cobra helicopter gunships were also used widely by the Israeli Air Force in the 1982 Lebanon War to destroy Syrian armor and fortification. IAF Cobras destroyed dozens of Syrian armored fighting vehicles, including many of the modern Soviet T-72 main battle tanks.

The Pakistan Army has also used the AH-1 as its primary gunship helicopter during the mid-1970s tribal uprising in Pakistan's Baluchistan province, where donated Iranian AH-1J were used against tribal insurgents.[citation needed] The recent insurgencies in the Waziristan regions has seen Pakistani AH-1s seeing action against Taliban & Al Qaeda fighters and their tribal allies, as well as operations against insurgents in another more recent Baluch tribal uprising recently led by armed Bugti and Marri tribesmen under the late Nawab Akbar Khan Bugti and the Balochistan Liberation Army since the mid-2000s.[citation needed]

AH-1 Cobras continue to operate with the US military, by the US Marine Corps notably in the ongoing conflict in Iraq. The US Army phased out the AH-1 during the 1990s and retired the AH-1 from active service in March 1999.[4][5] The Army retired the AH-1 from reserves in September 2001. The retired AH-1s have been passed to other nations and to the USDA Forest Service.[4]

The Israeli Air Force also operates the Cobra as the "Tzefa" (צפע), Hebrew for Viper,[6] with highly favorable reviews.

In 2003, the US Forest Service acquired 25 retired AH-1Fs from the US Army.[4] These have been designated Bell 209 and are being converted into Firewatch Cobras with infared and low light sensors and systems for real time fire monitoring.[7][8] The Florida Department of Forestry has also acquired 3 AH-1Ps from US Army. These are called Bell 209 "Firesnakes" and are equipped to carry a water/fire retardant system.[4]

[edit] Variants

[edit] Single-engined:

JGSDF AH-1S

JGSDF AH-1S
U.S. Forest Service Bell 209 on the Bar Complex Fire in California. USFS photo.

U.S. Forest Service Bell 209 on the Bar Complex Fire in California. USFS photo.
Bell 209
Original AH-1G prototype with retractable skid landing gear. This model number is also used by the FAA for the civilian registration of former U.S. Army AH-1s used in firefighting service.
AH-1G HueyCobra
Initial 1966 production model gunship for the US Army, with one 1,400shp Avco Lycoming T53-13 turboshaft.
JAH-1G HueyCobra
One helicopter for armament testing including Hellfire missiles and multi-barrel cannon.[9]
TH-1G HueyCobra
Two-seat dual-control trainer.[9]
Z.14 HueyCobra
Spanish Navy designation of the AH-1G.
YAH-1Q
Eight AH-1Gs with XM26 Telescopic Sight Unit (TSU) and two M56 TOW 4-pack launchers.[3]
AH-1Q HueyCobra
Equipped with the M65 TOW/Cobra missile subsystem, M65 Telescopic Sight Unit (TSU), and M73 Reflex sight. All future versions will be equipped with the TSU and be equipped to fire the TOW missile subsystem.
YAH-1R
AH-1G powered by a T53-L-703 engine without TOW system.[3]
YAH-1S
AH-1Q upgrade and TOW system.[3]
AH-1S
The baseline AH-1S is an AH-1Q upgraded with a 1,800 shp T53-L-703 turboshaft engine. The AH-1S is also referred to as the "Improved AH-1S", "AH-1S Modified", or "AH-1S(MOD)" prior to 1988. (Prior to 1988, all upgraded aircraft were referred to as variants of the AH-1S.)
AH-1P
100 production aircraft with composite rotors, flat plate glass cockpit, and improved cockpit layout for nap-of-earth (NOE) flight. The AH-1P is also referred to as the "Production AH-1S", or "AH-1S(PROD)" prior to 1988. These improvements are considered Step 1 of the AH-1S upgrade program.
AH-1E
98 production aircraft with the Enhanced Cobra Armament System (ECAS) featuring the M97A1 armament subsystem with a three-barreled M197 20 mm cannon. The AH-1E is also referred to as the "Upgunned AH-1S", or "AH-1S(ECAS)" prior to 1988. These improvements are considered Step 2 of the AH-1S upgrade program. AH-1E aircraft did not have the M147 Rocket Management Subsystem (RMS) and were unable to fire 2.75 inch rockets.
AH-1F
143 production aircraft and 387 converted AH-1G Cobras. The AH-1F incorporates all Step 1 and 2 upgrades to the AH-1S as well as a return of the M147 RMS, an M143 Air Data Subsystem (ADS), a laser rangefinder and tracker, an infrared jammer mounted above the engine exhaust, and an infrared suppressing engine exhaust system. The AH-1F is also referred to as the "Modernized AH-1S", "AH-1S Modernized Cobra", or "AH-1S(MC)" prior to 1988.
Model 249
Experimental demonstrator version fitted with a four-bladed rotor system, an uprated engine and experimental equipment, including Hellfire missiles.[3]
Bell 309 KingCobra
Experimental version powered by one Lycoming T-55-L-7C engine.[10]

[edit] Twin-engined:

For AH-1J, AH-1T, AH-1W, AH-1Z and other twin-engine variants, see AH-1 SuperCobra.

[edit] Operators

See also: AH-1 SuperCobra for operators of AH-1J, AH-1T, AH-1W, AH-1Z and other twin-engine variants.

[edit] Current operators

Three Israeli AH-1F Cobras over Masada

Three Israeli AH-1F Cobras over Masada
USFS Bell 209 at Fox Field during the California wildfires of October 2007

USFS Bell 209 at Fox Field during the California wildfires of October 2007
Flag of Bahrain Bahrain
Flag of Israel Israel
Flag of Japan Japan
Flag of Jordan Jordan
Flag of Pakistan Pakistan
  • Pakistan Army ordered 20 AH-1S Cobras and received 10 of those in 1984 (later upgraded to AH-1F). Ordered more AH-1Fs in 2004.[3] Currently has 20 AH-1S in use with 6 AH-1S Cobras being upgraded.[citation needed]
Flag of South Korea South Korea
Flag of Thailand Thailand
Flag of Turkey Turkey
  • Turkish Army received 32 used AH-1P/S. These were upgraded to AH-1F standards.[4]
Flag of the United States United States
  • U.S. Forest Service (25 AH-1Fs, converting to Bell 209 Firewatch Cobras)[7]
  • Florida Department of Forestry {3 AH-1Ps, converting to Bell 209 "Firesnakes")[4]

[edit] Former operators

Flag of Spain Spain
Flag of the United States United States

[edit] Specifications

[edit] AH-1G HueyCobra

Data from Modern Military Aircraft[12]

General characteristics

  • Crew: 2 - one pilot, one CPG (co-pilot/gunner)
  • Length: 44 ft 5 in (13.4 m)
  • Rotor diameter: 44 ft (13.4 m)
  • Height: 13 ft 5 in (4.1 m)
  • Empty weight: 6,073 lb (2,754 kg)
  • Max takeoff weight: 9,500 lb (4,309 kg)
  • Powerplant:AVCO Lycoming T53-L-13 turboshaft, 1,100 shp (820 kW)
  • Rotor system: 2 blades on main rotor

Performance

Armament

[edit] AH-1F "Modernized" Cobra

General characteristics

  • Crew: 2 - one pilot, one CPG (co-pilot/gunner)
  • Length: 44 ft 7 in (13.6 m)
  • Rotor diameter: ft (m)
  • Height: 13 ft 5 in (4.1 m)
  • Empty weight: 6,600 lb (2,993 kg)
  • Max takeoff weight: 10,000 lb (4,500 kg)
  • Powerplant:AVCO Lycoming T53-L-703 turboshaft, 1,800 shp (1,300 kW)
  • Rotor system: 2 blades on main rotor

Performance

Armament

  • M197 3-barreled 20mm "Gatling-style" cannon in the M97 turret (750 rounds ammo capacity)
  • 2.75in (70mm) rockets - 7 rockets mounted in the M260 launcher or 19 rockets in the M261 launcher[13]
  • TOW Missiles - 4 or 8 missiles mounted in two-missile launchers on each hardpoint


[edit] See also

Related development

Comparable aircraft

Related lists

[edit] References

  1. ^ Wheeler 1987, p. 57-70.
  2. ^ Wheeler 1987, p. 60-61.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Bishop, Chris. Huey Cobra Gunships. Osprey Publishing, 2006. ISBN 1-84176-984-3.
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Donald, David and March, Daniel. Modern Battlefield Warplanes. AIRtime Publishing Inc, 2004. ISBN 1-880588-76-5.
  5. ^ Army retires Cobras from active force, U.S. Army, March 31, 1999.
  6. ^ Bell AH-1 Huey-Cobra. Israeli Air Force. Retrieved on 2007-03-15.
  7. ^ a b Firewatch Helicopter page, US Forest Service, 2004.
  8. ^ Bell 209 Firewatch Cobra on USDA Forest Service site
  9. ^ a b Donald, David. The Complete Encyclopedia of World Aircraft. Barnes & Nobel Books, 1997. ISBN 0-7607-0592-5.

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AH-1 Cobra der US Marines
Daten & Fakten
Hersteller: Bell Helicopters
Typ: Leichter Kampfhubschrauber
Nutzung: militärisch

Der AH-1 Cobra ist der erste wirkliche Kampfhubschrauber (engl. attack helicopter, AH) der US-amerikanischen Firma Bell Helicopters. Bei seiner Auslieferung Mitte der 1960er Jahre war er der erste reine Kampfhubschrauber der Welt, wovor es lediglich bewaffnete Transporthubschrauber gab.

eine TAH-1F Cobra bei der ILA2006

eine TAH-1F Cobra bei der ILA2006

Geschichte [Bearbeiten]

Im Vietnamkrieg zeigte sich erstmals der Bedarf nach bewaffneten Begleitschutzhubschraubern. Hubschrauber wurden im großen Stil zur Beförderung von Truppen und Ausrüstung benutzt, konnten jedoch nicht für ihren Selbstschutz sorgen, da diese mit Raketenwerfern und türmontierten Maschinengewehren zu schwer und langsam waren. Begleitschutz durch Kampfflugzeuge der Air Force konnte nur ein Notbehelf sein, da die Düsenjäger wegen deren höheren Geschwindigkeiten nie wirklich nahe bei den Hubschraubern bleiben konnten.

Bell Helicopters hatte bereits ab den 1950er Jahren mit Kampfhubschraubern auf Basis des Bell 47 experimentiert, und ließ am 7. September 1965 den Prototypen des Bell 209 Huey Cobra zum Erstflug aufsteigen. Der Name verrät schon, dass Bell soweit wie möglich auf Komponenten ihres gerade aktuellen Transporthubschrauber-Modells Bell 204 UH-1C "Iroquois" zurückgegriffen hatte, beispielsweise Rotor, Getriebe und Turbinen, um die Kosten niedrig zu halten. Neu war der exterm schlanke Rumpf, der dank der Reduktion auf das Minimum ausgeführt werden konnte. Dies wurde richtungsweisend für alle folgenden Kampfhubschrauber-Typen, die dadurch bei Angriffen dem Feind nur eine sehr kleine frontale Trefferfläche bieten. Der Bordschütze besetzt in der Cobra den vorderen Sitz, der Pilot sitzt hinten leicht erhöht.

Da in Vietnam aus o.g. Gründen und der allmählichen Ausweitung des Krieges ein großer Bedarf an Kampfhubschraubern bestand, und das Konkurrenzprogramm Lockheed AH-56 "Cheyenne " wegen nicht beherrschbarer konzeptioneller Mängel abgebrochen wurde, konnte die zuerst nur als Lückenbüsser gedachte Cobra schnell überzeugen und erwies sich bald als unentbehrlich.

Mit Auslieferung der neuen Hughes AH-64A "Apache" ersetzte die U.S. Army ab Ende 1980er einen Großteil ihrer AH-1F "Cobra". Lediglich ein Luftkavallerie-Bataillon der Army setzt noch AH-1F Cobras ein, die restlichen befinden sich in Reserve bei der Nationalgarde. Ab Ende 2004 wird es lediglich noch TAH-1S "Surrogate" in der Army für die Nachtflugausbildung von Apache-Piloten geben. Die U.S. Marines schwören jedoch bis heute auf die Variante "Supercobra", da sie in geradezu idealer Weise auf die Bedürfnisse dieser Spezialtruppe und die beengten Verhältnisse auf deren Amphibienschiffen zugeschnitten ist (klein, leicht, geringer Platzbedarf, seetauglich und im Verhältnis zur Größe hohe Feuerkraft). Da das Marine Corps nicht auf die wendigen Cobras verzichten wollte, wurden deren AH-1J/T-Bestände auf den Stand des verbesserten Modells AH-1W "Super Cobra" aus vorhandenen Zellen modernisiert.

Die AH-1W "SuperCobra" ist durch ihre beiden leistungsgesteigerten Turbinen agiler als ihr Vorgänger die AH-1T und kann endlich die volle Bewaffnung über längere Distanzen ins Kampfgebiet befördern. Sie verfügt zudem über neuere Avionik, sowie die zumeist ungenutzte Möglichkeit Luft-Luft-Raketen vom Typ AIM-9 Sidewinder mitzuführen. Dadurch könnte die SuperCobra zu einer Gefahr für feindliche Hubschrauber und Kampfflugzeuge werden. In der Praxis lässt das USMC die AIM-9 Sidewinder weg, da diese sonst die beiden wichtigsten Aufhängepunkte belegt. Die vorhandene Panzerung umfasst lediglich die beiden Pilotensitze und die Rotorblätter, welche Flugabwehrmunition bis zu einem Kaliber von 23 mm widerstehen können. Der restliche Teil des Hubschraubers ist ungepanzert, weswegen seine Überlebensfähigkeit bei Feindbeschuss recht kurz ist. So stürzten bei der Operation Urgent Fury bereits zu Beginn des Angriffes zwei AH-1T nach Beschuss ab. Die drahtgelenkten TOW-Raketen sind durch die modernen lasergelenkten AGM-114 "Hellfire" ergänzt worden. Da die teuren Hellfire jedoch nur gegen gepanzerte Ziele sinnvoll eingesetzt werden können, bleiben die günstigeren TOW-Raketen bei Einsätzen in Afghanistan und im Irak die erste Wahl.

Doch damit war das trotz sehr kurzer Entwicklungszeit bemerkenswert erfolgreiche Muster AH-1 noch längst nicht ausgereizt: Das neueste Modell AH-1Z verfügt nun über neuste Computer- und Zielsuchtechnik und einen vierblättrigen Hauptrotor, mit dem die Flugleistungen nochmals verbessert werden konnten.

Cobra-Versionen der US Army & Marines [Bearbeiten]

(die Versions-"Nummerierung" war über die Jahre alles andere als stringent und ist deshalb nachfolgend chronologisch geordnet)

  • AH-1G "HueyCobra" - Erste Produktionsversion für die U.S.-Army, gebaut zwischen 1966 und 1973, eingeteilt in frühe und späte Varianten (Heckrotor auf anderer Seite)
  • AH-1Q "HueyCobra" - mit TOW bewaffnet, TSU-Zielsystem (Telescopic Sight Unit, ein Zielsystem für die TOW), allerdings stark untermotorisiert
  • AH-1S "HueyCobra" - Modernisierungsprogramm für "Altbau"-AH-1G der Army, neues Abschusssystem für TOW-Raketen, 1980
  • AH-1P "Cobra" - verbesserte AH-1S mit gradflächigen Kabinenhaubenverglasung und Kaman K747 Vollkomposit-Rotorblätter. Dieser verfügt über spitz zulaufende Rotorenden, auch als AH-1S Step 1 bekannt
  • AH-1E "Cobra" - verbesserte AH-1P mit Generator, auch als AH-1S Step 2 bekannt
  • AH-1F "Cobra" - Ausgerüstet mit neuer optischer Zielerfassung, Radar-Warngerät sowie allen früheren Upgrades, gegenwärtiger "Standard-Cobra" der US-Armee
  • AH-1J "SeaCobra" - erste marinisierte Version für das Marine Corps mit 2 Turbinen und Rotorbremse
  • AH-1T "SeaCobra" - leistungsgesteigerte USMC-Version mit BGM-71 TOW und TSU, verlängerter Rumpf
  • AH-1W "SuperCobra" - Aufrüstung alter AH-1T mit leistungsgesteigert mit 2 neuen Turbinen, neue Avionik & Bewaffnung.
  • AH-1Z "Viper" - Aufrüstung von 180 alten AH-1W "SuperCobra" mit vierblättrigem, gelenk- und lagerlosen Rotor, neuem Zielerfassungssystem AAQ-30 Hawkeye mit FLIR, Laserzielbeleuchter und verbesserte Nachtsichtsysteme, Helmvisier, Millimeterwellen-Radar und AGM-114 Hellfire, geänderten Stummelflügeln, gekühlten Triebwerksausgängen sowie vielen Systeme analog zur Bell UH-1Y "Venom" (Triebwerk, APU, Heckausleger, vierblättriger Heckrotor und Teile der Elektronik).
  • GAH-1S - Dies ist eine fluguntaugliche AH-1S, welche zur Ausbildung der Besatzungen und Mechaniker am Boden verwendet wurde. Es wurde nur ein einzelner Hubschrauber geliefert.
  • TAH-1S "Surrogate" - Diese Trainervariante verfügt über einen dearmiertem Turm sowie einen PNVS-Sensor auf der Nase. Er ist auch als Night Stalker oder Surrogate bekannt. Für den hinten sitzenden Piloten können zudem die Kabinenfenster für IFR-Flüge verdunkelt werden. Diese durch Northrop modifizierte AH-1S verfügt über denselben PNVS-Sensor wie die AH-64A Apache. Der Kinnturm wurde gegen einen Pilot Night-Vision Sensor (PNVS) des AH-64 Apache ausgetauscht. Die Maschinen werden zur Ausbildung der AH-64-Piloten genutzt, wobei besonders das Nachtflug- und Nachtlandetraining im Mittelpunkt stehen. Es wurde in den 1980er Jahren insgesamt 15 AH-1S "Cobra"-Hubschrauber bei Northrop umgebaut.
  • TAH-1F “Cobra” - Diese Trainervariante ist mit Doppelsteuerung wie die TAH-1S ausgerüstet und dient der Umschulung auf die AH-1F. Es wurden zwischen 1979 und 1982 insgesamt 41 AH-1G „HueyCobra“ auf den Stand der TAH-1F umgebaut.
  • TH-1G “HueyCobra” - Trainervariante mit Doppelsteuerung für Umschulung auf die AH-1G. Es wurde mindestens ein Hubschrauber gebaut.

Technische Daten des Modells AH-1W [Bearbeiten]

Risszeichnung der Bell AH-1F Super Cobra

Risszeichnung der Bell AH-1F Super Cobra
  • Doppel-Turbinen T-700-GE-401 (General Electric) mit je 1.690 PS mit einem Getriebe verbunden
  • Höchstgeschwindigkeit: 281 km/h
  • Dienstgipfelhöhe: 4`720 m
  • Reichweite: ca. 590 km
  • Leergewicht: 3.294 kg
  • max. Startgewicht: 4.535 kg
  • Länge über alles: 16,26 m
  • Höhe über alles: 4,17 m
  • Breite incl. Waffenpylonen: 3,30 m
  • Rotordurchmesser: 13,41 m

Bewaffnung [Bearbeiten]

fixinstallierte Bewaffnung im beweglichen Kinnturm

  • 1 x GTK4A MK-Turm (UTS „universal turret“ mit einer dreiläufigen M197-Revolverkanone im Kaliber 20mm-Revolver mit 700 Schuss im Munitionsbehälter

Bewaffnung an vier externen Pylons unter den Stummelflügeln Luft-Luft-Lenkwaffen

Luft-Boden-Raketen

  • 8 x BGM-71 TOW-Panzerabwehrlenkwaffe (je ein vierfach-Werfer an den äußeren Aufhängepunkten)
  • 8 x AGM-114 Hellfire Panzerabwehrlenkwaffe (je ein vierfach-Werfer an den äußeren Aufhängepunkten; AH-1Z bis 16 Lenkwaffen)
  • 2 x AGM-122 Sidearm Antiradar-Flugkörper (je ein Werfer an den äußeren Aufhängepunkten)
  • 4 x LAU-61 Hydra-Raketenwerfer (19 × 68 mm ungelenkte Raketen)
  • 4 x LAU-68/69 Hydra-Raketenwerfer (7 × 68 mm ungelenkte Raketen)

Luft-Boden-Freifallmunition

  • 2 x CBU-55 FAE Aerosolbombe
  • 2 x M118 Rauchgranatwerfer: Der für die U. S. Army als XM118 entwickelte Werfer war konzipiert, zwölf Rauchgranaten im freien Fall abzuwerfen. Der Werfer war vorwiegend an den Aufhängungen der Stummelfügel der Bell AH-1G "HueyCobra" montiert worden. Zudem konnte der Granatwerfer an die Unterseite des XM-157B Raketenwerfers festgezurrt werden.

Zusatzbehälter

  • 2 x GPU-2 20mm-Revolverkanone-Behälter (für 300 Schuss Munition)
  • 2 x Treibstoffzusatztank (für 100 Galonen Kerosin)

Exportkunden [Bearbeiten]

Im Laufe der Jahre wurden AH-1 Cobras in folgende Länder exportiert:

Bell AH-1W "Super Cobra" bei der Landung

Bell AH-1W "Super Cobra" bei der Landung

Vergleichbare Kampfhubschrauber [Bearbeiten]

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

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(1)精密HSSエンドミルのR&D

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(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

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(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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AH-1 Cobra
AH-1W SuperCobra fra United States Marine Corps letter fra amfibisk angrebsfartøj.
Type Kamphelikopter
Producent Bell Helicopter Textron
Jomfrutur 7. september 1965
Introduceret 1967
Status Aktiv tjeneste
Primær bruger United States Marine Corps
Israeli Air Force
Japan
Kina
Produceret 1967 – dags dato
Antal produceret 1116
Udviklet fra UH-1 Iroquois

AH-1 Cobra er en kamphelikopter produceret af Bell Helicopter Textron. Den var en videreudvikling af UH-1 Iroquois-helikopteren på baggrund af USA's forsvar behov til en helikopter, som kunne beskytte troppetransport-helikopterne under landing. I starten blev UH-1 Iroquois helikoptere, monteret med maskingeværer og raketter på siden, brugt til dette formål. Men på grund af den ekstra vægt var de meget langsommere end troppetransport-helikopterne. Derfor blev Cobra'en introduceret i 1967.

I dag har hæren afskaffet Cobra-helikopterne til fordel for AH-64 Apache, men den er stadig i brug i marinekorpset.

Cobra-helikoptere blev også eksporteret til Iran, før shahens fald. Derudover har Israel også et stort antal Cobra'er, ligesom Japan og Kina har et vist antal i tjeneste.

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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Bell AH-1 Cobra
AH-1 Cobra
Typ: bitevní vrtulník
Výrobce: Bell Helicopter Company
První let: 7. září 1965
Zaveden: 1967
Hlavní uživatel: USA
Vyrobeno: 1116

AH-1 Cobra je americký dvoumístný jednomotorový bitevní vrtulník určený k přímé podpoře pozemních jednotek a k ničení živé síly a bojové techniky nepřítele. První prototyp vzlétl 7. září 1965, do výzbroje armády se stroj dostal roku 1967. Ještě téhož roku byl vrtulník poprvé bojově nasazen, a to ve vietnamské válce. Účastnil se různých bojových operací, z nichž poslední byly akce v Iráku a v Afghánistánu.

[editovat] Technické údaje

  • Osádka: 2
  • Pohon: 1x motor Lycoming T53-L-703
  • Výkon: 1300 kW
  • Průměr vrtule: 14,63 m
  • Délka: 13,6 m
  • Výška: 4,1 m
  • Vlastní hmotnost: 2993 kg
  • Vzletová hmotnost: 4535 kg
  • Max. rychlost: 195 km/h
  • Dostup: 3720 m
  • Dolet: 510 km
  • Výzbroj: 30 mm trojhlavňový kulomet v otočné věži, na čtyřech závěsnících na pomocných křídlech je umístěna výzbroj (70mm rakety, bomby CBU, granátomety, protitankové a protiletadlové řízené střely)

[editovat] Verze vrtulníku


  • AH-1G - základní verze
  • AH-1J - verze AH-1J Sea Cobra je určena pro USMC. Stroj má dva motory Pratt & Whitney UACL T 400-CP-400 s výkonem po 1800 hp
  • AH-1B
  • AH-1K
  • AH-1Q - zmodernizovaná verze AH-1G vyzbrojená raketami TOW
  • AH-1R - verze s motorem T53-L-703
  • AH-1S - modernizovaná verze
  • AH-1F - verze vybavená moderními přístroji, počítači, navigačním systémem a s dalšími vylepšeními.
  • AH-1T Super Cobra - inovovaný typ se dvěma zesílenými hřídelovými turbínami T700-Ge-700 a novými zbraňovými systémy
  • AH-1W - modernizovaná verze
  • AH-1Z King Cobra - další modernizace s šesti zbraňovými závěsníky

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(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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(5)スポット対応~流れ生産対応

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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1.何為化學氣相蒸鍍(CVD)?主要的優缺點有那些?

2.良好的薄膜須具備那些特性?影響的因素有那些?

3.沉積的薄膜有內應力的存在,其來源為何?

4.薄膜要有良好的附著力,必須具有那些基本特性?

5.膜厚的量測方法有那些?

6.何為物理蒸鍍?試簡述其步驟?



1.何為化學氣相蒸鍍(CVD)?主要的優缺點有那些?

化學氣相蒸鍍乃使用一種或多種氣體,在一加熱的固體基材上發生化學反應,並鍍上一層固態薄膜。

優點:

@真空度要求不高,甚至可以不需要真空,例如熱噴覆
@沉積速率快,大氣CVD可以達到1μm/min
@與PVD比較的話。化學量論組成或合金的鍍膜較容易達成
@鍍膜的成份多樣化,如金屬、非金屬、半導體、光電材料、鑽石薄膜等等
@可以在複雜形狀的基材鍍膜,甚至滲入多孔的陶瓷
@厚度的均勻性良好,低壓CVD甚至可以同時鍍數十晶片

缺點:

#熱力學及化學反應機制不易了解或不甚了解
#需要在高溫下進行,有些基材不能承受,甚至和鍍膜產生作用
#反應氣體可能具腐蝕性、毒性或爆炸性,處理時需小心
#反應生成物可能殘餘在鍍膜上,成為雜質
#基材的遮蔽很難

2.良好的薄膜須具備那些特性?影響的因素有那些?

通 俗的定義為在正常狀況下,其應用功能不會失效。想要達到這個目的,一般而言這層薄膜必須具有堅牢的附著力、很低的內應力、針孔密度很少、夠強的機械性能、 均勻的膜厚、以及足夠的抗化學侵蝕性。薄膜的特性主要受到沉積過程、成膜條件、介面層的形成和基材的影響,隨後的熱處理亦扮演重要角色。

3.沉積的薄膜有內應力的存在,其來源為何?

*薄膜和基材之間的晶格失配
*薄膜和基材之間的熱膨脹系數差異
*晶界之間的互擠

4.薄膜要有良好的附著力,必須具有那些基本特性?

%介面層原子之間須有強的化學鍵結,最好是有化合物的形成或化學吸附,理吸附是不夠的
%低的殘存應力,這可能導因於鍍膜和基材晶格或熱膨脹係數的失配,也可能是薄膜本身存有雜質或不良結構
%沒有容易變形的表結構,如斷層結構,具有機械粗糙的表面是可以減低問題的惡化
%沒有長期變質的問題,鍍膜曝露在大氣等的外在環境,如果本身沒生氧化等化學反應,則鍍膜自然失去其功能

5.膜厚的量測方法有那些?

大致上可分為原位量測、離位量測兩類

原位星測係指鍍膜進行中量測,普遍使用在物理氣相沉積,如微天平、光學、電阻量測。
離位量測係指鍍膜完成後量測,對電鍍膜的行使較為普遍,具有了解電鍍效率的目的,如質量、剖面計、掃描式電子顯微鏡。

6.何為物理蒸鍍?試簡述其步驟?

物理蒸鍍就是把物質加熱揮發,然後將其蒸氣沉積在預定的基材上。由於蒸發源須加熱揮發,又是在真空中進行,故亦稱為熱蒸鍍或真空蒸鍍。

其可分為三個步驟

1. 凝態的物質被加熱揮發成汽相
2. 蒸汽在具空中移動一段距離至基材
3. 蒸汽在基材上冷卻凝結成薄膜

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我是非本科系剛從職訓局結業的學員
學了auatcad和solid works
對軟體的熟悉度可以
但對於機械製圖的流程還一知半解
現在要去工作其實有點害怕

現在有幾項工作要請大家建議該選哪個較適合新人
1模具廠:重新培訓<應該可以學不少 但錢少 又前景好像在萎縮>
2大公司:重新培訓還要到組立現場訓練一年<現場適合女生嗎>
3線性滑軌:圖面很單純<應該很涼 但學不到什麼>
4鈑金廠:難嗎 不了解
5科技公司:要會拆圖 建bom 手繪量測...<錢較多 但我怕功力不夠耶>

機械設計和模具設計有何不同
女生走cad/cam有人會用嗎

還有我的衣櫃全是g2000的套裝
到工業界去應徵穿套裝會感覺很異類嗎
同學叫我不要太正式是嗎

哎呦 我好害怕喔
很討厭自己那種半桶水要找工作的感覺
還有聽說面試時多半會實地繪圖是嗎



我只有tqc2d和3d那種証照

沒有國家級的<今年剛好錯過報名 應該要備一張較妥當>


第3家公司是做滾珠螺桿的

我看的的分類廣告恰好相反

cad/cam的工作多半限男生

因為要和現場不斷溝通還要幫忙處理模具

我對自己的規畫是朝模具走<比較有興趣>

但是很多人都勸我放棄因為不適合女生

所以第2家公司須要一年現場代訓讓我遲疑一下


好感動回覆者打那麼多字回答我喔



我今天去模具公司應徵了

結果公司拿試卷給我做

真慘

是給兩個視圖畫出另一個視圖

我好挫折喔

但面試的主考官很客氣

一直給我很多鼓勵

我跟它拼了

下功夫再學學圖學

以後再去面試一次



你好...

  對AutoCAD軟體熟悉,如果要就職,至少要能夠抄繪2D工作圖.

而抄繪工作圖,以電腦繪圖技能檢定,只能算是技能檢定丙級的程度.



  而以Solidworks來說,如果需要繪製3D圖,至少需要有良好視圖能力或是需要實物測繪的能力.



  基本上,繪製機械工作圖,最基本的就是3D立體圖和2D平面(工作圖)互換的能力.



  有些工廠,只是需要"2D抄圖人員",也有是需要機械設計的"設計部門",或是需要有3D產品圖樣的"3D繪圖員"!



一、2D抄圖員:

  大概它會給你一張2D工作圖,要你抄繪一張一樣的圖形(可能從別的場弄來,需要幫公司做電腦建檔或是作工件尺寸上的修改),頂多要你更改其中某些尺寸...以工作困難度來說算是最基礎的電腦繪圖員.



須具備能力:

  只是需要繪圖速度快、對軟體熟悉,對製圖有基本認識就夠了.軟體大概使用AutoCAD就夠了!



二、3D繪圖員:

  有些公司可能需要建立3D零件圖檔,來製作機械的立體組合圖,或是3D爆炸圖(像是購買家具或是需要組合的物品時候,產品通常會附上一張零件的組合步驟的組合圖)...這算是3D繪圖的基礎.



須具備能力:

  實物測繪,和中等的視圖能力、中階的繪圖能力(如果能把CAD丙級的2D工作圖繪製成3D圖形就差不多了!)



三、設計人員:

   以手機外殼來說,可能只是一張鉛筆繪製的草圖,然後先繪製成3D零件圖(尺寸需要自行配合,因為還是設計階段!),再將各部分零件組合成3D組合圖(在 做尺寸上有不良的地方修改,或是機械設計上不良的地方修改,像是,材料的應力應變/標準零件的選用等等),接著再將每個零件繪製成2D工作圖.



須具備能力:

  實物測繪,視圖能力良好,繪圖能力良好,公差配合,機械設計有一定程度的概念.



  你所提到的5間公司比較的話(線性滑軌<-這個我不是很了解),除了鈑金場之外,其它都算不錯.因為鈑金還需要具備"展開圖"甚至"交線圖"的能力!算是需要花一些功夫去學的!



  如果你說對自己功力不夠的話,也可以讓公司重新培訓,而且重新培訓還有好處,除了讓自己的繪圖能力更上一層樓之外,由於你先前在職訓局受訓,所接受的層面算廣泛;如果你在公司訓練,會讓你對公司你所擔任的職位較專精,對你所要接受的工作來說是一件好事!





還有你所提到機械設計與模具設計的不同...

模具通常是用在可澆鑄工件且大量生產的時候,澆鑄就類似溶化的巧克力(鐵水)倒進模子(模具)裡.



機件製作程序:

設計>繪製3D圖>繪製2D工作圖>加工成型(單一件)>製作模具>澆鑄

>大量機件.



機械設計大概只是設計成加工成型的單一機械元件!

模具設計則是要設計模子,澆鑄路線,拔模斜度...等!



女性繪圖員走CAD/CAM都是會有人使用的,我看夾報從事機械製圖員的廣告,只有看過"限女性"為多,幾乎沒有"限男性"的!



面試時實地繪圖也是要知道你的繪圖能力或是繪圖速度,有證照證明說不定可以免了.如果畫的不盡理想,也可以找個藉口說我不熟悉這個版本或是不熟悉軟體來帶過,機械繪圖軟體就好幾種,而且每年都會更新版本,所以也不算是太過牽強的藉口啦...



另外祝你求職順利囉....



以上...希望對你有用處!

  • 你好...
      如果你對模具設計有興趣的話...模具設計除了要3d繪圖之外...還要學你有提到的CAM,就是電腦輔助機械製造!

      模具設計有可能是要你設計要製作模具的模型,也有可能是已經有模型(已經有畫好的3d檔),在要你設計模子和澆鑄的流道和一些裕度和斜度. 也有可能是兩者都是由你設計.

      


  • 其實模具設計並不會不適合女生,可能是他們認為工作內容是在澆鑄場上,甚至是傳統的砂模工廠翻砂.這種工作場合是環境惡劣,而且溫度之高!也有目前很多的 射出成形工廠,也是需要模具的設計人才來設計模子!不過是既然是模具設計員,當然只是在電腦上設計模具圖而已所以並不會不適合女生!


  •   模具設計和一般CAD繪圖員來相比的話模具設計的薪資待遇應該高出蠻多的.目前幾乎所有的塑膠外殼都是用射出成形來製作,而且設些模子成本每個幾乎都 近幾十萬,所以模具設計的市場不算小,而且收入也不錯,如果對模具設計有興趣,一開始辛苦一點,可能要學蠻多東西的,自然就會上手了!

我 也是在電腦補習班學CAD和PRO\E的,不清楚你說的職訓局學的內容, 其實這不是重點,重點是___你要會看圖,繪圖就行了,當初我也是像你一樣,感覺自己像半桶水一樣要去找工作,也完全沒有相關的工作經驗,為了讓自己能在 職場上找工作加分,該有的證照我都有,可是沒有我想像那樣好找,人家都是要找有經驗的,能馬上上手的,所以在找工作過程中也碰到不少壁,為了想進這條路, 我也買書自修solid works來多提升自己,我現在已是機構工程人員了,為了走進來我始終不放棄,過程中有許多辛酸我就不多說了,就你所說的...面試時多半會實地繪圖是嗎 ?我現在就很慎重跟你說聲_____會 但不是多數, 像我就是遇過,當時還蠻緊張的,有如考試一樣,主管還站在旁邊看勒!差點.........嚇...

我們公司做這種的女生也一推ㄋ,所以要相信自己,堅持....是一定要的~~~加油!

真 巧,我也是職訓局(南區官田)結業的,我弟弟也是,不過我跟我弟弟都是本科系的,現在的老婆是職訓局同班的,我建議你先有工作再說,畢竟經驗是工作累積 的,一開始以沒經驗及的不是本科系的要找模具相關的不是很容易,所以先以有繪圖工作方面去做,不然你一開始找模具方面的你會很累,因為模具方面的難度很 高,以我而言,模具圖我都不會劃,不過我是做產品設計的,模具方面我只懂得在產品設計上的運用,其他根本不會。

我同班的,不是本科系的大多走的很累,不過也有例外的。建議你先從最基本的做起。

g2000的套裝看來你很會打扮,去小公司應徵要穿隨便一點,大公司的話要穿正式一點。

順帶提一點,我老婆到最後還是沒做繪圖設計方面的,畢竟非本科的公司不太會用。

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ref: 程人俠任職於龍潭核能研究所

摘 要】鑽石是人類所知最硬的材料,可用於做首飾及切削工具,因產量稀少,致價格昂貴。自從人造鑽石研究成功後,若干工業國家 都在致力研究並設廠生產。蘇普洛維茲(B.O.Szuprowicz)在「如何避免戰略物資的短缺」一書中將鑽石列為戰略物質之一,蓋因碳化鎢刀具、陶瓷 材料、玻璃纖維、強化塑膠等材料之研磨切削,非鑽石工具莫辦,故為發展精密機械工業所必需。

鑽石的性質

鑽 石為碳的同素異形體,石墨也是由碳所構成,不同的是鑽石屬立方晶系,石墨屬六方晶系。鑽石的比重為3.52,石墨為2.25。鑽石莫氏 (Mohs)硬度 為10,剛玉為9,但鑽石比剛玉的硬度大1度並不足以顯示鑽石的高硬度,耐磨測試結果知道,鑽石比剛玉要硬140倍,比硬度為7的石英要硬1,000倍以 上。鑽石單晶的硬度依結晶面而異,以八面體的面最硬,立方體的面硬度最低,八面體面也是鑽石最易裂開的面。

鑽石比其他的礦物和玻璃更易透過X光。有些鑽石能在紫外線下發出螢光。鑽石是熱的良導體,也是電的半導體,能應用於電子零件,例如熱能電阻(thermister)。

鑽 石的折射率極高,對紅光為2.402(波長7,628Å之光),紫光為2.465(波長為3,969Å之光),故散射度為0.063。如以黃色鈉 光為標 準測試折射率,則為2.417。全反射臨界角為24.5°。因為這些光學性質,鑽石經適當切割研磨後,能顯示出奪目的光彩。

首飾 用的鑽石多為結晶相當均勻的單晶,透明無色或紅、淺紅、橙、黃、綠、藍、紫、棕和黑等色。一種顏色較雜,而且內部聚集著不規則多晶體的鑽石稱為 bort,硬度高不易碎裂,常用在研磨劑、岩石鑽頭、抽絲模等工業用途上。另有一種呈灰色由極多微小晶體構成的鑽石叫作黑金剛石(carbonado), 比單晶鑽石韌性高,很適合用來鑽切岩石,價格甚至比寶石級鑽石更貴。

鑽石市場

全球鑽石產量以南非和蘇俄為首,其他非洲國家如那密比亞(Namibia)、薩伊、羅德西亞、印度、巴西以及美國北部也有少量生產。巴西的鑽石礦發現於1725年,南非則在1867年才發現鑽石。

目 前自由世界的鑽石市場全部由南非戴比爾斯(De Beers)公司所操縱。它控制鑽石的生產、制定價格並執行它的鑽石貿易條例,誰也不敢違反。戴比爾斯尚經營其他事業,它屬下的各公司都聽命於「中央販賣 組織」(Central Selling Organization,簡稱CSO)。五十年來該公司對穩定鑽石價格立下不少功勞,但最近三年該公司經營失利;在「財星」雜誌的世界最大公司排行榜 上,已由第169位降至339位。1980年鑽石價格達到最高峰,戴比爾斯出售的鑽石價值達二十八億美元,其中十一億為營利。1981年營業額降至一半, 利潤也降低了34%。目前庫存鑽石價值十四億美元。在慶伯利(Kimberley)和(Lesotho)的鑽石礦都已關閉,慶伯利是一百多年前南非發現鑽 石的小鎮。

歷史上很多人研究鑽石的製造,但都沒有確定性的成功。1951年美國奇異公司在紐約州斯克奈塔第(Schenectady)的 研究發展中心,成立人 造鑽石 研究小組。1954年,赫爾(H.T.Hall)成功地製造出第一顆人造鑽石,所用高壓設備在200,000巴(bars, 即3,000,000 psi)的壓力和5,000℃的高溫下穩定地維持數小時。1957年,奇異公司開始生產商業化小粒鑽石。他們的生產技術直至1960年才公開發表。 1957年奇異公司宣布立方系氮化硼研究成功,商業名稱波拉松(borazon),它是硬度僅次於鑽石的材料。1970年奇異公司宣布合成寶石級鑽石成 功,有透明體和各種彩色產品,最大顆粒為一克拉。

現今世界上有許多國家都利用高壓生長法,從石墨製造人造鑽石。據估計,工業上研磨用鑽石約有三分之二來自人造鑽石。以美國來說,奇異公司設在俄亥俄州的工廠生產量約100百萬克拉(合20,000公斤),約為自由世界產量的一半。這種鑽石一克拉的價格約為數美元。

世 界上生產量居於次位的廠商便是戴比爾斯集團,他們向奇異公司購買人造鑽石專利權,在南非和歐洲設廠製造。設在日本東京附近的Tomei鑽石公司也 生產人 造鑽石。蘇俄方面,在莫斯科有鑽石的研究室,工廠則設在Poltowa、Yerevan和基輔。新近美國又有一家公司加入生產行列,即是位於密西根州安那 堡(Ann Arbor)的懷狄曼國際公司(ValdiamantInternational Division),在安那堡和芬蘭的雷蘭(Lemland)設廠。此外尚有美國聯合合成公司(U.S. Synthetics Corp.)也生產人造鑽石。

戴比爾斯也製造和出售立方系氮化硼刀具,其商業名稱為amborite,也就是奇異公司波拉松的材料。六角 方氮化硼和石墨一樣硬度頗低,必須在高 溫、高壓 下使其轉化(正方系晶體,則硬度僅略遜於鑽石。天然或人造鑽石的粉末,應用粉末冶金方法,可以在高溫、高壓下燒結為塊體,成為複晶體材料,作為工具用途比 單晶鑽石優秀。因為單晶鑽石的性質具方向性,硬度依晶軸方向之不同而變,且極易依解理方向斷裂,複晶材料則無此弊。正方系氮化硼材料也是以粉末冶金方法做 成複晶材料,以刀片嵌鑲於刀柄上作刀具使用。

鑽石的類別

天然鑽石依性質不同, 可以大別為四大類:節Ia型、Ib型、IIa型和IIb型。Ia型和Ib型鑽石都含有氮。氮在Ib型鑽石中以個別或局部存在, 使鑽石 呈現黃色;在Ia型鑽石中,氮的含量雖較多聚集成大團或板狀,但仍然不能用普通顯微鏡觀察出來,這種鑽石仍屬無色。IIa型鑽石純淨不含雜質,故無色,為 最佳導熱體。IIb型鑽石含硼,呈藍色,具導電性。

這四種類型的鑽石,都已在實驗室中複製出來。無色的IIa型鑽石因不含雜質,故製造時 須在特殊情況下,避免讓氮進入鑽石晶體,在十萬個碳原子中如有 數個氮 原子進入,即足以造成強烈黃色的Ib型鑽石。如氮含量更高,每千個碳原子有一個以上氮原子時,顏色則加深為綠色,晶體生長也變得較為困難。少量氮原子能使 鑽石硬度增加,但多到鑽石變成綠色,則硬度反會降低。其他易於進入鑽石結晶構造的元素有鋁、鈹、硼和鋰,這幾種元素都能使鑽石產生導電性。這些元素中硼能 使鑽石產生藍色,在一百萬碳原子中只需幾個硼原子便夠用,如果一萬個碳原子中有一個硼原子,便會造成不透明的藍黑色鑽石。

為了使鑽石加 色,1904年克羅克以鐳鹽產生的放射線照射鑽石,可以使鑽石變成綠色,但鑽石也變成具放射性。以加速器帶電質點照射鑽石,可產生綠至 黑色, 鑽石本身因此所造成的放射性很輕微,數小時後即衰減。這二種處理方法只能在表面著色,若在反應器中以中子照射,則能均勻著色。將照射後的鑽石加熱、色素淡 化至棕、橙、黃等色。鑽石以電子照射可產生藍至綠色,再經加熱亦能繼續變色。由電子照射所致的藍色不同於IIb型硼雜質所致的藍色,後者具導電性。在少數 情形下,照射能產生淺紅色。

天然鑽石

天然鑽石是碳在地殼深處,約112公里以 上,在高溫、高壓的岩石中經漫長的歲月結晶出來的。這些含有鑽石的岩石,經由火山爆發穿越重重岩層到達地 表,岩漿 凝固後地層中便存留一條垂直的岩石柱,名叫火山柱(volcanic pipes)。在過去歲月中火山岩層連同火山柱上部都已侵蝕而去,地層中的火山柱便是今日南非各處的鑽石礦。而那些遭侵蝕的火山柱上部所含的鑽石並未失 去,至今若干南非溪流的砂礫中和橘河出海口附近都能採到鑽石。

火山柱的岩石是一種名叫角礫雲母橄欖岩(kimberlite)的高鹼性岩 石,呈深綠色。地表風化的角礫雲母橄欖岩成為一種黃棕色泥土,由地表向下 採掘, 則泥土轉變為藍色,表示尚未經過劇烈風化作用。其下則是未經風化的角礫雲母橄欖岩。鑽石礦順著火山柱掘下去越掘越深,有的礦坑已深達1,072.90公 尺。鑽石礦的深度為未知數。這類火山柱從南非至薩伊不下數百個,但只有少數含有鑽石。

由鑽石礦採出的岩石以壓碎機碾碎,機上配有特殊彈 簧,使大塊鑽石不致壓碎。碎礦經過水洗除去污泥和輕質礦物,剩下的重質含砂只有原先礦石的2%。再 經選礦 留下重礦物如柘榴石、鋯英石、黃鐵礦和鑽石。最後由水流沖過振動床,使鑽石黏附於塗抹油脂的床面,其他礦物為水沖去。每一礦場每日約需處理碎石4,000 噸。在1906年至1914年,南非聯邦鑽石產量最高峰時,每年可採鑽石五百萬克拉以上。

人造鑽石

人 造鑽石的成功應歸功於高壓技術設備的研究,其中布里吉曼(P.W.Bridgman)是著有功績的一位。他曾於1946年獲諾貝爾獎。他發明了一 種高壓 襯墊(gasket)、一種油壓封口和布里吉曼砧塊,由此得以獲致400,000巴的高壓。他所用的壓機仍然是傳統式油壓機,後人採用他的發明再改良壓 機,使操作溫度提高,人造鑽石因而順利誕生。

1941年奇異公司、Carborundum公司、挪頓(Norton)公司與布里吉曼訂立合約研究鑽石的合成,但因二次大戰而作罷。

1951 年奇異公司在斯克奈塔第的研究實驗室,成立鑽石研究小組,改良布里吉曼砧塊,並由赫爾創造了圈環裝置(belt apparatus),能同時達到200,000巴和5,000℃,可以穩定的保持數小時之久。圈環和活塞都以鈷黏合的碳化鎢材料做成。外層以數層特殊鋼 圈緊縮配合套上,作為支持強度之用。襯墊材料為葉蠟石(pyrophyllite),即一種含水的矽酸鋁。

試樣石墨放在一個石墨管中,置 於圈環中間,有葉蠟石作絕緣隔開,而且試樣和上下活塞接觸可以通電加熱。試驗工作經歷了數百次的失敗,赫爾終於在 1954年 十二月十六日成功地製出人造鑽石。所用壓機為400噸,最初試驗時在試樣中加入硫化鐵,此後發現只要加入鐵便可。人造鑽石的方法申請到多項專利,所用觸媒 除鐵外,尚有鎳、鉭和其他元素和合金。以後又發現即使不用溶劑或觸媒,只要條件正確,也能長出鑽石晶體。

赫爾於1972年獲美國化學學會金質獎章和許多其他獎勵。他係於1948年在猶他大學獲博士學位。1955年人造鑽石製造成功後不久,他離開奇異公司,轉任猶他州布里漢楊大學的化學教授,並主持全校研究工作。

赫 爾遭遇到一個困難,因專利權關係他不能再使用他所發明的圈環裝置做試驗。但是他具有發明天才,不到二年便完成了一種新的高壓裝置,叫四面體壓機 (tetrahedral press)。此壓機與以前的圈環專利並不衝突,也能達到圈環所有的溫度和壓力。四面體壓機具有四個砧塊(見圖一),砧塊也是用鈷黏合的碳化鎢做成,壓成 的葉蠟石襯墊呈一四面體,其中置有裝試樣的石墨管。石墨管二端有金屬片接觸砧塊供通電加熱之用。赫爾所設計的圈環和四面體壓機至今仍是高壓研究和製造的主 要工具。

早在1958年,赫爾即計劃做燒結的鑽石塊體,這種材料很像天然出產的黑金剛石〔係鑽石的聚晶體(polycrystal)〕。1966年他設立Megadiai mond公司生產人造黑金剛石,供商業工具使用。

大多數人造鑽石產品是鑽石砂粒,在工業上用於切割、研磨、拋光等作業。奇異公司自1958年起即出售人造鑽石砂粒。

碳的轉化

幾乎任何來源的碳都適合做鑽石合成的原料。據報導,有二十種材料曾經試驗成功。例如(naphthalene)首先能做成石墨,第二步再變為鑽石。另外一些物質,如石蠟或蔗糖能直接轉化為鑽石。甚至花生在2,000℃和140,000巴條件下保持五分鐘,即能產生人造鑽石,轉化效率為60%。

通 常,碳原料為石墨,與作為溶劑用的金屬混合,金屬並無觸媒作用。文獻上常提到的溶劑金屬有錳、鐵、鈷、鎳、鈀和鉑,以及這些金屬的合金。舉例而 言,鎳在 1,500℃和90,000巴下能從石墨溶解4.0%碳,這時只是準穩定。(metastable)狀態。因為鑽石才是穩定形狀,鑽石的碳溶解於鎳的溶解 度為3.6%,由此造成的0.4%溶解的碳不能留存於鎳中,必須結晶而出,成為在這種條件下最穩定的碳──鑽石。

圖二為碳的相圖,鎳的熔點線上註以Ni。在此線右方區域鎳為熔融體,人造鑽石在A線之上B的陰影區域生長,以鎳為熔劑之用。

原料石墨裝填於葉蠟石管中,二端有鎳板,如圖三所示,放入圈環裝置中,再置於油壓機上加壓。當試樣壓力達某一數字,例如70,000巴以上,電流即經由活 塞和端板通至石墨。因石墨在電路中電阻最大而發熱,調節電流可得到所需的溫度例如1,800℃。

在此情況下,一部分鎳質端板熔融,溶解石墨,鑽石開始結晶。分開石墨與合成鑽石之間的金屬薄膜,厚度不到0.l毫米,而薄膜在石墨中移行十分迅速,只需數分鐘時間,石墨即已全部轉化為鑽石,熔融鎳薄膜也由二端行至較熱的中段。

若壓力在此時鬆弛,結晶的鑽石會立刻回到石墨狀態。因此,壓力須等到電流切斷,試樣冷卻到某種程度才能解除,現在只要打開葉蠟石管,用酸溶去鎳金屬,即可取出鑽石晶體。再將砂粒大小加以分類,在重液中由沉降速率使大小顆粒分離。

合成鑽石砂粒比之天然鑽石,在工業上的應用有更長的壽命。這是因為人造鑽石的大小和形狀能加以控制。天然鑽石常須經過打擊使成細粉,因此在鑽石粒子中造成微小裂紋,使鑽石工具在做研磨切割工作時,鑽石粒子易於碎裂。

其後奇異公司改良了葉蠟石管的布置,用緩慢的速率結晶,可以製出較大的晶體,並進而得到無色的寶石級鑽石。所需時間約一星期,製出的鑽石直徑可達5毫米,重約一克拉。此外尚有其他製造人造鑽石的方法,例如震波法、低壓蒸氣生長法、離子植入法等。

鑽石工具

鑽 石為最硬的材料,作為切削工具雖然受到成本高昂的限制,但在其他工具操作效率很差的情況下,便值得使用鑽石工具。鑽石的室溫硬度約為 8,000HV,比 碳化物或氧化物工具要高得多,尤其鑽石工具能保持其硬度至1,000℃,更非其他材料所能及。碳化鎢熱至800℃硬度即急速下降,波拉松硬度比碳化鎢為 高,即使在800℃以上也超過碳化鎢(見圖四)。

鑽石做的拉絲模是拉製超細金絲、銅絲、鎢絲所不可缺的工具。鑽石粉以聚合物、金屬或 陶瓷黏結可以做成砂輪:金屬基地的砂輪適於切割岩石、混凝土和玻 璃等; 聚合物黏結的砂輪適合於研磨碳化鎢和硬金屬材料。用於拋光的鑽石糊(paste)有油基和水基二類,前者以橄欖油、硬脂酸鋰和若干非晶態二氧化矽,加入鑽 石粉配合而成;後者以聚乙烯乙二醇(polyethylene glycol),溶於甲醇中的氫氧化鉀、非晶態二氧化矽和水加入鑽石粉而成。

人 造鑽石在高速高溫切削工具上,已揭開新的紀元。現在已能在碳化鎢刀片上,燒結一層厚約0.5~1毫米的人造鑽石粉或正方系氮化硼。這層高密度的燒 結體與 碳化鎢牢固的結合在一起,所用超高壓技術與人造鑽石的製造類似。刀片以硬焊方法焊於碳化鎢嵌片上,再以普通刀柄鎖緊。這種刀具十分昂貴,最小的一種價格也 超過50英鎊,但由於它們壽命極長,不必時常更換刀具,仍有經濟價值。

鑽石的化學性質影響其切削功效,例如高溫氧化、石墨化和在鐵中 的易溶性。在這種情形下,鑽石刀具不宜用於切削鐵基金屬,故它的應用範圍限於非鐵金屬 和高磨 礪性的陶瓷和塑膠材料。鑽石刀具在切削鋁矽合金活塞時極為成功,故廣用於汽車工業。高矽鋁合金中含有大顆粒矽晶體,對碳化物刀具磨損甚大,改用鑽石刀具 後,壽命可以增加10~100倍。此外,鑽石刀具可用於大量生產工作,如切削雲母絕緣的導電圈(commutator)、複合軸承、內含磨礪性填充料的塑 膠和玻璃纖維強化的組件。

正方系氮化硼的化學性質較鑽石穩定,不易氧化,在空氣中可加熱至1,000℃以上,也不溶於鐵或與鐵質材料 (包括鎳和鈷)。故這類超硬材料可用於切 削鐵基 材料,例如冷激鑄鐵和硬化過的鋼料。因切速極高,故溫度亦高,可以補充鑽石切削工具之不足,解決難於切削的超合金的切削問題。這類刀具也是十分昂貴,約為 碳化物刀具價格的60倍,故只用於其他刀具無法勝任的地方。以碳化鎢刀具切削耐高溫的超合金,壽命極短,改用正方系氮化硼後,證明具經濟性。氮化硼雖能抵 抗鋼鐵和鎳合金的擴散磨損(diffusion wear),但不適於切削普通結構鋼,以碳化鎢所用的金屬切除速率用於氮化硼,則刀鋒強度不夠,極易崩裂。

結 語

本 文旨在介紹鑽石的物理性質、市場現況、人造鑽石的生產及鑽石的工業用途等。當我國機械製造工業走向更精密更高級的階段時,傳統式工具材料已不能勝 任。鑽 石工具和正方系氮化硼工具卻能解決許多生產技術上的困難。這些工具使用已日漸普遍,國內各種鑽石工具多能自製,對我國工業發展貢獻極大。

根據戴比爾斯公司一項市場調查顯示,工業界對鑽石工具的需求量呈穩定的增長,在前幾年世界經濟呈現衰退時亦不受影響。該公司為配合預期的需求增長,將繼續 執行其耗資一億七千萬美元的生產擴充計畫,使人造鑽石產量增加一倍。由此可知,鑽石對工業發展的重要性。

參考資料

1. L.J.Spencer, A Key to Precious Stones, Emerson Books Inc., New York, 1971.

2. A. Holmes, Principles of Physical Geology, the Ronarld Press Co., New York, 1965.

3. K. Nassau, Gems Made by Man, Chilton Book Co., Radnor, PA, 1980.

ref: 程人俠任職於龍潭核能研究所

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