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飛機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,我們會發(fā)現(xiàn)飛機的蒙皮上有許多釘子,像這樣的鉚釘工藝,我們在一些大型的橋梁建筑上也經常見到。

 

據(jù)說一架飛機上,這樣的鉚釘多達上百萬顆,那么,飛機為什么不直接焊接,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>為減輕飛機重量,飛機制造中會因地制宜地使用盡可能輕的材料。

 

為了減輕重量,飛機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,機身采用的是鋁制材料,耐熱性比較差,而焊接工藝在焊接時會產生大量的熱量,這對鋁制機身的飛機來說,顯然是不太合適的。

 

國際上最先進的客機大量使用復合材料,復合材料也會受到焊接的破壞,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

 

小編第一次坐飛機時,坐的是靠近機翼窗戶的位置,當飛機遇上氣流上下顛簸時,機翼也發(fā)生明顯的抖動,當時可怕小編給嚇壞了…

 

相信不少朋友都見過這樣的場景,如果顛簸得比較嚴重,飛機的機翼會大幅度地上下擺動。

 

在這個反復的擺動過程中,機翼的蒙皮會被拉伸,或者擠壓。

 

如果采用的是焊接工藝,那焊接處在這個反復的應力變化下,強度就會顯著下降。

 

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

 

民用飛機通常要服役十幾年,焊縫容易產生金屬疲勞問題,連接效果并不理想。

 

而鉚接可以減少接件之間的震動傳遞,從而降低震裂風險,對這種反復的應力變化,牢固度要更好、更可靠一些。

 

 

鉚接便于量化生產、降低維修成本

 

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

 

鉚接工藝采用的這些鉚釘,各項參數(shù)誤差極小,容易進行品控和標準化生產。大家都知道,飛機在制造時,對標準化的要求很高的。

 

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

 

這個道理就類似于大飛機本身,制造一架先進的大飛機對于大國來說并不太困難,而制造上萬架相同的產品卻是一個極大的挑戰(zhàn)。

 

 

鉚釘不會增加氣動阻力,反而會減小

 

有些小伙伴可能會納悶了:這些看上去凸出來的鉚釘,會不會增加飛機的氣動阻力?

 

其實,應用于航空制造領域的鉚釘,主要是凸頭型和埋頭型鉚釘。

 

在飛機的內部,由于沒有氣動外形的要求,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外表需要光滑的部分,能夠有效降低飛機阻力,加工過程中對于釘帽和附近結構的公差有嚴格的要求,當你觸摸飛機表面時,幾乎感覺不到鉚釘?shù)拇嬖凇?/span>

 

這項應用帶來了顯著的成效,根據(jù)二戰(zhàn)時的相關數(shù)據(jù),使用埋頭鉚釘后,飛機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。鉚釘在飛機制造中默默無聞,卻居功至偉。


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