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小小铆钉大保障为什么飞机战斗机拼接都选择它?
更新日期:2024-09-10 |   更新作者: 底三件

  国产大飞机C919首飞的消息一出,公众对飞机的关注越来越来高。那么,这样一具庞大的金属造物,是怎样诞生的呢?今天我们就从飞机机身是如何拼接起来的来聊聊,铆钉这个飞机战斗机上的“常客”。

  飞机,作为人类工业文明的明珠,代表着人类文明征服自然的证明,伴随着百多年的发展,逐渐走入我们的生活。

  铆钉,这个在工业设计与施工中十分常见的物件,在飞机制作的完整过程中扮演着关键的角色。你知道吗?飞机机身的拼接竟然用到了数百万颗铆钉。

  在飞机的组装过程中,这不起眼的小铆钉被用来连接及加固机身不同的构件及结构,用来确保整个飞机的完整性和可靠性。它们需要精心设计、制造和安装,并且有很重要的功能,可以轻松又有效连接和固定各种飞机结构部件,包括机翼、尾翼和机身前中后段等。由于飞机在飞行过程中需要承受非常大的风压、重力、惯性力等力量,因此飞机结构部件之间的连接必须非常坚固和可靠。

  铆钉是一种很适合飞机制造的连接方式,因为它们能承受大量的拉伸力和剪切力,并且在不同的温度和湿度条件下保持稳定性。此外,铆钉也具有较小的空间要求,可以在不影响飞机外观和气动性能的情况下完成连接。

  虽然使用大量的铆钉可能会增加制造和维护的成本,但它们能提高飞机的可靠性和安全性,并确保在极端的情况下仍能保持完整性。因此,铆钉在飞机制造和维护中仍然是一种无法替代的连接方式。

  一般来说,飞机的结构部件是由各种金属材料组成的,包括铝合金、钛合金、不锈钢等。铆钉通过穿过两个或更多结构部件,并在另一侧用铆钉头和钉尾之间的冲击力将它们拉在一起,形成坚固的连接,连接的过程需要铆钉机或其他专用工具来实现。

  飞机结构部件通常由预制件构成,这些预制件已经钻好了铆孔。在组装过程中,安装工人将铆钉插入铆孔中,并将铆钉头部分支撑开。然后,用铆钉机在钉尾上施加力,将钉尾弯曲,使其与结构部件牢固地连接起来。

  铆钉通常是由与要连接的结构部件相同或相似的材料制造成的,以确保在不同的温度和湿度条件下保持稳定性,并提供最大的连接强度。我们大家可以简单了解下不一样的材料制成的铆钉在飞机制作的完整过程中的应用:

  铝合金铆钉:铝合金铆钉是最常用的铆钉之一,因为它们与许多飞机结构部件相似。它们通常用于连接铝合金结构部件,因为铝合金铆钉与铝合金的腐蚀性能相似,可以在飞机的高湿度环境下提供最大的连接强度。

  钛合金铆钉:钛合金铆钉也是常用的铆钉之一,钛合金铆钉比铝合金铆钉更强硬、更耐腐蚀,并能在更高的温度下使用。由于钛合金的价格较高,钛合金铆钉通常用于连接需要更高强度和更耐腐蚀性的钛合金结构部件。

  前不久向公众亮相的歼-20生产车间内,我们正真看到了大量铆装钳工在生产线上高密度工作的画面。

  虽然车间里也有许多精密仪器,但如此密集的人工量还是让观众们吃了一惊,这怎么看也不像是造飞机的场景。不知道吧?其实先进战斗机的各大部件组成,都是由纯手工铆接技术来拼接完成的。

  歼-20机身结构很复杂,采用了大量复合材料,这对制孔,钻铆操作要求极高。

  有些精密零部件所要达到的孔径要求只有0.02毫米,误差精细到了微米级别,机器没办法做到人工铆机打孔那么精细。

  虽然焊接可以上流水线,无需太过依赖人工操作,但对战机的复合材料却很不友好,因为战机要处于各种恶劣环境下飞行,外界气流压力,飞机本身带来的振动,焊接处就显得不够稳固了,会存在飞机空中解体的巨大隐患!

  目前我们的铆接技术在全球也处于顶尖水平,不仅所有零部件自主生产,就连拼接技术也是独一无二。

  《长空之王》影片里,进入失速尾旋测试时,也出现了惊心动魄的险情场景,正是这些站在生产前线的铆接工程人员们对上万孔径的精细雕琢拼接,给予试飞员们后方的有力支撑,才让试飞员在安全保障基础上,测出极限数据。

  因为,图片中看出,在F-22的机身上各种蒙皮都是用“螺丝钉”拧上去的。在一般的认识中,似乎螺丝钉拧飞机会让大家认为飞机似乎会不牢固,大众往往会认为飞机是需要靠铆钉来紧固的。

  通常,飞机上的铆钉末端在经过挤压后会变形,让两个飞机上的部件可以紧紧地贴在一起,由于是材料的形变,铆钉就很难像螺丝一样经过震动让螺母脱出导致结构的松散。

  但是要注意一点,铆钉铆飞机其实也是一个不完整并且不全面的认知,即便是在铆钉时代,飞机的紧固也不完全是依靠铆钉来做的。

  在这张飞机局部的放大图中,你就不难发现很多铆钉和“螺丝钉”共同存在的现象。

  问题来了这些“螺丝钉”难道不怕掉落吗?如果我们仔细看的话还会发现另外一种现象,这些“螺丝钉”往往都用来固定飞机上的一些小舱口。这些小舱口会经常被打开用来露出飞机蒙皮下的设备和线路进行飞机的检修和维护。

  如果用铆钉铆死,对地勤的检修工作无疑就是加大了负担。于是这些部分就用了“螺丝钉”。

  通常的,防脱落口盖锁的外形很像是螺丝钉,但在内部是有一个小簧片机构的,可以在一定的深度上可“螺丝孔”内的凹槽结合。这样这片探出的小簧片就可以勾住螺丝孔从而使口盖锁不会由于震动而旋转。

  拆除这个口盖锁也很简单,只需要用工具顶住口盖锁内的簧片,探出的部分就会收缩回来。在这样口盖锁就可以转动了。这种东西和螺丝很相像,但结构比普通的螺丝钉要复杂一些,同时在要使用到这种口盖锁的螺丝孔内也得做相应的开槽处理。

  类似于F-22这样的飞机往往由于隐形的需要,并不能开很多的检修舱口,因此大部分蒙皮部分都是需要随便什么时间都能拆卸的。所以,映入大家眼帘的就是F-22大面积的使用了“螺丝钉”。

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