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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 . ^; \6 G; V: G9 z+ w# M$ c

3 [1 X# m' ?$ F. p  W1 @2 o' g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? 8 y; U7 ^: @8 z! _; K

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! `: D: ?* s! f  \) G( G! D
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有网友怀疑飞机质量不过关。
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: _" l$ Z) E$ `; }* O4 q

* L# Z4 E* F2 [0 b) j& z# O) b/ _5 `4 f7 |* I1 D% _8 F
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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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
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+ g, z: z( F! o, c8 q8 j

. Q4 j- Y4 Q/ D7 E3 T7 F9 D4 ^
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?2 M, |1 \0 V3 A% z4 D( A
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▌飞机也爱减肥- A+ g, {+ E9 |  r

+ I1 n" a5 [  {, G& _* h「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8 r  O4 s( \9 ^! _; K# P, T8 n- N
5 i# R4 i; M0 {2 p% p+ g& W3 Y
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。
+ R# Y2 ^8 |# t9 R! F0 {

/ j* ~+ @( _8 B) Q$ t6 f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。4 g3 Z& |! w( W3 K: v' |/ U! r

6 @* F% q7 N- L6 g

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C919与国旗的合影。图源:央视新闻
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' A5 F# X- U. H8 b0 c▌飞机上的钉子有特异功能
) U" ?. t- f3 g7 A; M

7 j2 Q& S9 S, P, d! a% @" g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。
) c) _" `4 B- m- d- `
" y  H# B4 }6 m0 j
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。
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/ u4 V& w+ g3 h/ G0 s5 q9 d: a, k

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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# l: F7 _

  S/ T$ m1 e# t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%。- W3 Z- e! H- X* F! Y

& \# Y5 B+ T/ U

: @% K& f! S0 M" p
哈工大教学视频$ w4 g+ o# v7 I2 U; f' K3 y2 s

7 ~) j5 c$ V3 u$ b6 _) _9 ^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。' {& R" ]" n" w; y* Z7 s: q5 N
# y1 L4 V8 `" z) G4 V$ H4 E
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。: O8 ]/ y8 p7 w$ J+ m, o: `

9 w2 F5 a2 h1 m6 g; Y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。 # h! b; R7 w, ~" g& V

  b; ~8 V! v' r  }5 h# e▌铆钉能让飞机长寿! r; X" t( n- f. X- W
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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。
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( k$ |: e  V% s9 a1 h9 x
图源:西安航空基地
, u9 `( ?  i, _0 C2 e* T: T
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铆钉断裂了怎么更换?
: K4 C1 D) M/ q  Z8 x$ A

8 n' x/ R1 c1 c% r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。$ {( N( Q- B$ _  ?7 X
: J' P" g0 W6 r' m) J$ g6 d+ o
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。# T# C. U7 W. Z3 x- [/ H
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机身内部框架需要大量铆钉连接,图源:空客官网! R3 L+ p- W! w4 H$ C- S5 }

+ k3 H3 v9 A% \7 f+ g% G+ A) z- |铆钉松动了会怎样?6 ]- q! f, [# y4 W4 M

4 Z2 O7 U  X( w3 ?; x- b9 e% b& N3 O+ u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。
$ Z( e, s" ^, t- t; o

; H( k6 k  m5 A8 u" A; `" B4 U3 b. W2016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。$ O) B  k* f8 w8 R  U

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飞机铆装工人。图源:北京青年周刊# `& b4 j- O" r/ w" M* c

/ e) x% R( v! Q2 J0 N2 S5 K) ]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。
" P/ _/ T" o+ z1 c

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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" \7 x. M# B7 K0 A8 D
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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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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
学习了,刷下分
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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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