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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
# T4 K* L% m5 a
- C2 e" G  x2 V( \  M, z  ^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?
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有网友怀疑飞机质量不过关。
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2 W/ c) X0 Z& q# T  r* }
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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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: g8 Y; J" p6 p/ L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.
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% w, ]3 c% q+ X/ _  o. R, v* T]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?. r6 c2 z$ M$ q; j9 G( N! [

! _2 n% ^( t) i+ j▌飞机也爱减肥
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" `; \9 i" D8 z9 V
「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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+ [# ^  F5 v9 B9 y0 O2 e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。0 B, @- F1 p. \9 H" n
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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
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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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% h+ A4 T: A0 E& I% d8 `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。: o* ^' q; b; A# F4 Q- h- |8 q1 K. u

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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8 |3 b# E2 |* v2 ^

1 H1 N  e! R0 r: g2 i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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# ~# V3 U* N! ]  u6 |
哈工大教学视频
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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。
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* L+ ?! S( r: V8 t2 _3 l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。
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1 ~& U; H; b  [2 M' @8 R3 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。 ) e7 z; ~9 Q& ?7 O

  m1 G9 s0 P% w7 [2 [  [+ b6 a▌铆钉能让飞机长寿* t+ a& i4 }4 ^% A

  b7 Z* q8 d$ t: X: \' l1 P$ L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。6 Z, X. a5 j- f! `, H: F
3 A& C, w3 G; s: \& S

% G9 `0 b7 I( Q/ ?
图源:西安航空基地2 u, Q8 G/ @$ z/ ]2 E
1 M/ M: r( S& L1 U  z
铆钉断裂了怎么更换?
6 y8 i# w6 z' q5 X- o4 N+ o3 M
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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。
  S& [% B, r  W) ?. P

7 k/ Q% G) X  _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。
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机身内部框架需要大量铆钉连接,图源:空客官网4 k" J  J( ~5 q& O& j1 o

; E! u: Y! ?! I+ d* Q( f铆钉松动了会怎样?' M  k- F0 o3 _$ _, c% l) `
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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。
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! g! {7 Q- j" i2 b0 c
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) J; a* L- b: Y8 y$ M

7 P' o! Q# e( z1 w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。% Y( o6 n6 A/ I% q
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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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! r( d" ^; z( K, A# }& Y9 c$ N
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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