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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 ) o. D; L- a+ Q* m. R$ |1 ?

& N, r2 U3 i' c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?
5 U' d* c0 j6 l0 N
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3 i% E& j5 k/ B% @

( U" _' r: s' l7 w. ~# Q5 }2 A; {
有网友怀疑飞机质量不过关。3 |$ n7 _9 [, x# n- t
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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。
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' n8 d' D3 P# \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7 p) L4 I; a0 z0 c' S; E0 q
# r5 r' q; `( K5 m" e

% v% t; O% b# v# [
密恐症要犯了。图源:Ins.
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]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?& E) L5 I$ Y: q' s; h$ M: Q

9 F# h0 n, q  @. L- R▌飞机也爱减肥
) D' J/ t9 Y% z

$ ?/ `4 D# O( g  y「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
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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。- E5 G: F4 b0 a% S! Z) v# [: v
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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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5 d  C% T6 Y' `7 E' G
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C919与国旗的合影。图源:央视新闻
2 F1 A6 [2 }/ }
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▌飞机上的钉子有特异功能+ O* L/ c: G5 T. v3 t# K

# h( e. U# K5 ]% P( j, Y5 J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。1 k! F% w0 X( e1 |( }
6 q; B6 {( ^8 ~
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。- J5 m4 j% n8 _, x3 f* ]" {
" S6 b6 {. [- }0 L
; f. I1 i& P2 E: R. x
一微米约等于成人头发直径的八十分之一,图源:科技日报
  x! z, L+ o3 g/ v" G' M0 |( G
) x; x  a  }: t$ y
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%。+ y4 O! n$ y" Z) q& m

) R4 O+ [% ~0 b3 H, I

4 m" P9 }& i  j
哈工大教学视频
' O1 o5 g( M- g' v/ n  O; ^% v$ J
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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。, t6 a+ ]3 y& y

6 y2 g1 {: |' n: j2 l& s' J% N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。1 H- g) s' M5 G6 X
- M( i- r, H5 ^! }
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。 ( Z0 l+ t# P3 K+ W
, b* c* l; r, d8 K+ F# v5 @
▌铆钉能让飞机长寿+ Y$ G: b  ^0 D& `" Z7 L2 E8 b. M
0 s0 p5 Q4 v+ }/ G) y
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。9 X+ u* ~+ o( v
  I7 e& w& \4 E4 {

% B; A/ U' [  q3 ]4 e
图源:西安航空基地, ^5 J; y( n+ ~

  y- ?6 B* f: c. p8 R铆钉断裂了怎么更换?
# S2 t" V5 k2 V/ f  _" b

2 G0 r  p; H% O( y- o3 B3 s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。/ r# J9 P5 K' B$ M" w

0 q# e! v3 `. w8 P2 V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。# O& k$ j3 ?9 j: p

6 [! H2 c, H2 c# M/ Y
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机身内部框架需要大量铆钉连接,图源:空客官网; U  I' H% ?: A6 Z! h- y4 \: M

* G3 L; Q+ V, R# L+ c8 \铆钉松动了会怎样?5 z6 ~8 o9 {( [% A# m" F6 L
- I7 e3 ]8 D0 W- x) c2 |
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。
& j7 P8 V+ p  ?; l$ D) h3 N; l; e
& Y2 u7 P. V$ N2 Y
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。5 e/ l& V$ Y! j& y) h

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飞机铆装工人。图源:北京青年周刊
- g3 X& i+ ?7 `: N3 d

1 y+ F1 M6 o( p) }8 R4 k" F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。
# X6 H7 R7 w- V/ C
' w$ o& T9 Y2 k; `2 I% p
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. A& Y( G4 M, ^3 ]4 X
( D7 V% L2 Y. F& r& r0 ]
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。
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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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