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飛機(jī)為什么寧愿用百萬顆鉚釘,也不選擇焊接?

 

如果近距離觀察飛機(jī),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的蒙皮上有許多釘子,像這樣的鉚釘工藝,我們?cè)谝恍┐笮偷臉蛄航ㄖ弦步?jīng)常見到。

 

據(jù)說一架飛機(jī)上,這樣的鉚釘多達(dá)上百萬顆,那么,飛機(jī)為什么不直接焊接,而是要選擇這種看上去很麻煩的鉚釘工藝呢?

 

 

為減輕每一克重量而奮斗

 

航空工業(yè)中有一句箴言:“為減輕每一克重量而奮斗?!?/span>為減輕飛機(jī)重量,飛機(jī)制造中會(huì)因地制宜地使用盡可能輕的材料。

 

為了減輕重量,飛機(jī)的蒙皮一般都做得很薄。這么薄的蒙皮,要把它們焊接到一起,難度是非常大的。

 

而且有的飛機(jī),機(jī)身采用的是鋁制材料,耐熱性比較差,而焊接工藝在焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,這對(duì)鋁制機(jī)身的飛機(jī)來說,顯然是不太合適的。

 

國際上最先進(jìn)的客機(jī)大量使用復(fù)合材料,復(fù)合材料也會(huì)受到焊接的破壞,不同材料的相互連接必須采用物理方式固定。

 

 

鉚接更穩(wěn)定更可靠

 

小編第一次坐飛機(jī)時(shí),坐的是靠近機(jī)翼窗戶的位置,當(dāng)飛機(jī)遇上氣流上下顛簸時(shí),機(jī)翼也發(fā)生明顯的抖動(dòng),當(dāng)時(shí)可怕小編給嚇壞了…

 

相信不少朋友都見過這樣的場景,如果顛簸得比較嚴(yán)重,飛機(jī)的機(jī)翼會(huì)大幅度地上下擺動(dòng)。

 

在這個(gè)反復(fù)的擺動(dòng)過程中,機(jī)翼的蒙皮會(huì)被拉伸,或者擠壓。

 

如果采用的是焊接工藝,那焊接處在這個(gè)反復(fù)的應(yīng)力變化下,強(qiáng)度就會(huì)顯著下降。

 

日積月累這些焊接的地方,很有可能就會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)小的裂紋,如果沒被及時(shí)發(fā)現(xiàn),那可就是非常大的安全隱患了。

 

民用飛機(jī)通常要服役十幾年,焊縫容易產(chǎn)生金屬疲勞問題,連接效果并不理想。

 

而鉚接可以減少接件之間的震動(dòng)傳遞,從而降低震裂風(fēng)險(xiǎn),對(duì)這種反復(fù)的應(yīng)力變化,牢固度要更好、更可靠一些。

 

 

鉚接便于量化生產(chǎn)、降低維修成本

 

焊接質(zhì)量很大程度上依賴于操作工人的手藝,焊薄了焊厚了,隨機(jī)性比較大,想要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)還是很難的。

 

鉚接工藝采用的這些鉚釘,各項(xiàng)參數(shù)誤差極小,容易進(jìn)行品控和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。大家都知道,飛機(jī)在制造時(shí),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求很高的。

 

航空工業(yè)最講究的就是質(zhì)量一致性,一架飛機(jī)有百萬顆鉚釘,生產(chǎn)的第一顆鉚釘必須跟之后的數(shù)千萬顆是一模一樣的。

 

這個(gè)道理就類似于大飛機(jī)本身,制造一架先進(jìn)的大飛機(jī)對(duì)于大國來說并不太困難,而制造上萬架相同的產(chǎn)品卻是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

 

 

鉚釘不會(huì)增加氣動(dòng)阻力,反而會(huì)減小

 

有些小伙伴可能會(huì)納悶了:這些看上去凸出來的鉚釘,會(huì)不會(huì)增加飛機(jī)的氣動(dòng)阻力?

 

其實(shí),應(yīng)用于航空制造領(lǐng)域的鉚釘,主要是凸頭型和埋頭型鉚釘。

 

在飛機(jī)的內(nèi)部,由于沒有氣動(dòng)外形的要求,主要采用成本較低,便于加工的凸頭鉚釘。


 

埋頭鉚釘主要用于飛機(jī)外表需要光滑的部分,能夠有效降低飛機(jī)阻力,加工過程中對(duì)于釘帽和附近結(jié)構(gòu)的公差有嚴(yán)格的要求,當(dāng)你觸摸飛機(jī)表面時(shí),幾乎感覺不到鉚釘?shù)拇嬖凇?/span>

 

這項(xiàng)應(yīng)用帶來了顯著的成效,根據(jù)二戰(zhàn)時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù),使用埋頭鉚釘后,飛機(jī)的阻力大約能夠減少3%左右。

 

零散的部件,通過鉚釘穿針引線,最后變成翱翔天空的大飛機(jī)。鉚釘在飛機(jī)制造中默默無聞,卻居功至偉。


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