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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 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 twq19810302 于 2023-5-5 13:17 编辑
& Z. c' {' P* a% Z. j, z5 T) X" |9 j
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? ! g3 {9 h; n' Z7 d! g
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有网友怀疑飞机质量不过关。0 l9 s( w4 J4 \  y8 D

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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。" b$ j' r0 Y: s! {& X0 p

" ?5 f# p1 [% P' U7 `9 n$ N# T- u3 R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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密恐症要犯了。图源:Ins.3 C7 ?9 `1 m+ ?
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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?
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; G$ N+ \+ j' i# o▌飞机也爱减肥) c; c6 [& y3 L  E# {& [! N, o
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「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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' O0 r, s5 E7 ^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$ C, G! C& K9 V' i
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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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C919与国旗的合影。图源:央视新闻
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▌飞机上的钉子有特异功能( d( x# r$ E  t3 K/ D% l
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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。
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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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一微米约等于成人头发直径的八十分之一,图源:科技日报' e7 o3 M5 D7 M  {# [# W
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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%。
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哈工大教学视频4 Y2 w% H; G1 a! r2 a, t% y* O; S/ O

: V8 W# J: h8 J: ~0 q: e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。. F  C* i, G9 I, r1 d+ H
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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。9 O: Z0 U+ T- m, f

) ^+ U0 u' T* I: O. N& g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。
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▌铆钉能让飞机长寿) i) Y7 g1 w/ |, Z7 A: _8 k

8 B8 @' p+ F. e9 e7 G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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图源:西安航空基地6 S$ E& l( [! M, d" U# l
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铆钉断裂了怎么更换?9 W  \( H2 A1 @+ u0 B6 q* f) N. w

% ~, [! R' i2 `* _9 y% p6 e* v( ]- ~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。% ?* @! ~) x( M: X. P

) J( U& a+ `' S3 w& p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。/ v/ X' @0 X  a$ b% d/ N' s6 o
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机身内部框架需要大量铆钉连接,图源:空客官网
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: {2 d) j8 n- @8 ?0 D铆钉松动了会怎样?# W4 b3 s( M. D5 Q5 D3 ]5 a

* l4 d% S) e: x# ?$ _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。/ C' E; r  y6 B9 |0 ]
5 O5 W' b$ h6 D$ R: q
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。
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飞机铆装工人。图源:北京青年周刊
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( d: U8 E. c$ x% K( r2 y
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。
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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
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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 | 显示全部楼层
666学习了!!
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发表于 2023-5-5 14:40:39 | 显示全部楼层
学习了,刷下分
发表于 2023-5-5 15:46:02 | 显示全部楼层
学习了,刷下分
发表于 2023-5-5 16:33:24 | 显示全部楼层
小小铆钉,大大作为
发表于 2023-5-5 16:45:26 | 显示全部楼层
学习
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发表于 2023-5-5 16:56:56 | 显示全部楼层
小铆钉,大作为!冷冻后再铆上,没有缝隙。
发表于 2023-5-5 17:10:54 | 显示全部楼层
学习了,刷下分
发表于 2023-5-5 17:19:44 | 显示全部楼层
厉害
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发表于 2023-5-5 17:27:29 | 显示全部楼层
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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