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飞机为什么宁愿用百万颗铆钉,也不愿选择焊接?

行业资讯 | 2022-08-09 82

      实际上,机翼远比我们想象的要坚韧得多。而能保证它上蹿下跳却依旧安全的,是不太起眼的铆钉。
      据说一架C919飞机要用上百万颗铆钉;客机A380要使用超五百万颗。


      那么飞机为什么通常敲几百万个钉子,但不选择焊接或是胶粘呢?
      飞机也爱减肥
      「为减轻每一克重量而奋斗。」是每个飞机的座右铭。所以,作为飞机衣服的蒙皮也流行轻薄款。例如C919采用较大比例复合材料来减少飞机的结构重量。
      而过于轻薄的蒙皮会增加焊接的难度,且蒙皮的复合材料更容易受到焊接的破坏,因而不同材料还得靠铆钉连接。


 C919与国旗的合影。图源:央视新闻
      飞机上的钉子有特异功能
      飞机上铆钉的比强度要求高达1100兆帕,相当于1平方厘米的面积上要承受10辆小轿车的重量。
      铆钉的加工精度达到微米级控制。第一颗跟之后的数千万颗几乎是一模一样的。


一微米约等于成人头发直径的八十分之一   图源:科技日报
      除此之外,上百万个铆钉并不阻碍飞机飞行。二战相关数据显示,实心埋头铆钉能使飞机阻力减少3%。


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      所以,铁打的流水线生产的铆钉各项参数误差极小,不管是量化生产还是品控上都值得信赖。
      如果使用焊接技术连接飞机蒙皮,生产质量全靠焊工的手艺。焊接过薄过厚都会让飞机存在更多安全隐患。
      而胶粘剂目前不能抵抗高温,因而哪怕飞机全身都是胶粘起来的,发动机等关键部位也只能用「可靠的」铆钉固定密封。 
      铆钉能让飞机长寿
      飞机每次飞行结束都需要检修。而铆钉的可替代性、稳定性等诸多优点,能让飞机「服役」更久。


图源:西安航空基地
      铆钉断裂了怎么更换?
      一般使用「冷冻铆钉」来替换。即铆钉在淬火处理后迅速冷冻起来,使用时必须在十五分钟之内铆接完毕。

      这种「冷冻铆钉」的强度在常温条件下会增加,从而加强铆接结构的稳定性。


机身内部框架需要大量铆钉连接,图源:空客官网
      铆钉松动了会怎样?
      一颗钉子的松动可能会导致飞机显示故障信息,这就需要检修飞机的员工昼夜加班来找滥竽充数的钉子。

      2016年,为了排除一架A320的飞机故障,检修员工持续奋战三天三夜,在对所有故障可能逐一排查之后,最终在数百根直径不到1毫米的数据插钉中发现松动的一根。


飞机铆装工人。图源:北京青年周刊
      虽说排除钉子故障的工作量大,但是不必担心。航空螺钉是自锁的,松动的几率也是微乎其微。
      因而,受到种种限制,目前见到的飞机大多都是钉子钉起来的。
      零散的飞机蒙皮通过铆钉穿针引线,最后才能成为空中战袍,才能让襟翼灵活舞动。
来源丨制造原理
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