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飞机为什么宁愿用百万颗铆钉,也不愿选择焊接?

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发表于 2023-5-5 13:15:51 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 twq19810302 于 2023-5-5 13:17 编辑 ' w/ w; n2 Y. z6 i
+ V1 g) G- k/ n7 b
你还记得第一次坐飞机,见到忽闪发抖的机翼、襟翼有哪些内心戏吗? & O2 r+ B5 N, ^8 }% H9 ~/ M& a6 U
9 t: I; S: L5 u0 A

) I" u6 M. c7 W+ f' T! j5 R$ i( ^) t) t% X
有网友怀疑飞机质量不过关。
6 d/ ~5 b3 X* m

+ s7 F8 B  W* l' {7 k2 ?' }, j

7 W! W+ f. i7 g! Q5 H, i+ Y1 s4 S
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。
9 G' c* @) H6 b/ Z) x

0 }) [% e* O: {% l* f$ C* k- h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0 t$ l% [8 E, M/ P7 a, i
# W9 p0 _2 F. Q/ b

0 T8 h! L' }0 H% U
密恐症要犯了。图源:Ins.6 C7 f( w- c9 M4 e

( i8 X9 g% Y- G9 i, v7 z]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?/ p1 Y0 n! k' h5 a/ T* ~
. @% {1 p/ h6 \. }1 B
▌飞机也爱减肥
4 u* f8 X* S) S

3 {- Z* L: x" E「为减轻每一克重量而奋斗。」是每个飞机的座右铭。跟人类学到的
5 U$ {" P5 v+ O' Q0 n5 T8 q

/ z0 k2 M. J* m0 ~$ U- X) D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。- u  n1 u7 i1 b1 l% P4 V6 r& s

& F+ g0 v9 l* }; @2 G6 o0 V+ k3 s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。
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1 Q$ g5 [; }( I1 w
4 n; G3 T! S- |$ c1 ~! d2 v. x
C919与国旗的合影。图源:央视新闻6 U7 ~) S% z* |0 E! J& L3 S

! ?+ i. q( K/ S# S& O5 A# ^/ l▌飞机上的钉子有特异功能9 u( n9 V7 C: z6 o$ n! s
8 t& E8 g. {$ b( w$ f
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。" x1 W) V& \0 s" D- z
( P; R4 j/ u4 @  f) J- O/ f
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。' l8 `8 F5 t2 Y0 g9 s

1 F. |  [( N% _- o# C; d
# [7 S4 M+ I+ |! ~: ?
一微米约等于成人头发直径的八十分之一,图源:科技日报
0 [5 d: S% Q' S8 u/ P5 Q

: G& P, |+ D3 u; V$ t, }9 _+ ]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%。9 D- k) k% D3 b1 ?- t" k& j" }3 S

" m( |9 w( k' Z- c6 ?5 i0 H
+ j- m+ {: p1 b
哈工大教学视频# K* F) Y+ m' T9 y/ z6 m
+ Z2 M  z1 ^) |7 X4 l& ]9 P2 R
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。
6 a( L1 ?+ }8 j* t

1 f  W: x; V9 L1 K$ g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。7 j: ?, r  L- p

7 Y6 M7 H" r0 c( @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。
$ K2 \3 a. P- @* n' ~, i) ]

% m% s+ E8 r" S0 m; |; i: w▌铆钉能让飞机长寿
4 @; n% I! B0 Q3 B+ W1 ~

$ v: u+ j4 X: ?& l' x0 Y- T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。0 H% _0 R: {* u7 P1 h1 H
: L2 c: t# A' v  ~1 B) s

5 B/ Y6 @+ Z" F' U0 D
图源:西安航空基地
3 ?( c1 u$ z, i! F) _
2 a0 ^% _/ ]9 Y
铆钉断裂了怎么更换?
+ q' m& q6 e" K* `! h, Q/ y
. O" C1 O: U; E
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。
6 C/ B* H/ k4 C. b" g9 @% g
/ ?% i1 d; B2 ^
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。
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+ `$ o6 d' N  I/ Z& \! [
+ L# d7 |+ t7 V; i: D1 N( x
机身内部框架需要大量铆钉连接,图源:空客官网
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5 K, H3 v$ Q7 n$ o铆钉松动了会怎样?  N1 Y( M6 Z7 m
* v4 d+ U4 Q( `% q, [& m% h
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。( J# `9 U7 w9 N; N4 b. M! g5 W7 `
2 s8 q8 H3 E; D2 p6 Z, c4 l1 u: ]
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。
; ]1 l0 ~* p7 c8 N' ?" |9 s

7 g4 p5 v: m/ Y  }$ ?$ I

$ i' P. i; O) j- o+ g% l
飞机铆装工人。图源:北京青年周刊+ t! N8 M# ~0 X7 S0 G# |9 R, \
8 K$ Q( y1 i% X
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。1 Q# a, H0 L( r3 \

/ R& V: q' P, T; b6 [! l
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
) ^5 Y: v1 U+ S. d; [0 ^& t

4 Q+ p/ W/ R# ]/ W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。
; ?  s0 |+ b% C# B: Y6 }5 O

7 z- e" B5 k9 F7 n6 x, A4 N% f: g

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2#
发表于 2023-5-5 14:03:56 | 只看该作者
666学习了!!
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3#
发表于 2023-5-5 14:40:39 | 只看该作者
学习了,刷下分
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4#
发表于 2023-5-5 15:46:02 | 只看该作者
学习了,刷下分
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5#
发表于 2023-5-5 16:33:24 | 只看该作者
小小铆钉,大大作为
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6#
发表于 2023-5-5 16:45:26 | 只看该作者
学习
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7#
发表于 2023-5-5 16:56:56 | 只看该作者
小铆钉,大作为!冷冻后再铆上,没有缝隙。
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8#
发表于 2023-5-5 17:10:54 | 只看该作者
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9#
发表于 2023-5-5 17:19:44 | 只看该作者
厉害
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10#
发表于 2023-5-5 17:27:29 | 只看该作者
原来还是用沉头铆钉,起风了里面二战时期就已经在用了
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