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苏57螺钉太粗糙!飞机为何不用光滑的焊接,百年历史得出宝贵经验

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了解飞机的人都知道飞机的结构和一般的汽车是大不一样的,最直接的区别在于汽车的主体骨架是通过焊接的方式连接在一起,只有外部的蒙皮和一些附属的结构通过螺栓或者螺丝连接。那么如此巨大的飞机理应为了保持结构强度而使用焊接方式,但实际上飞机主要用铆钉来加固,即便是先进的俄罗斯苏57也用得是铆钉,这又是为什么呢?


其实飞机在这个过程当中是应用一些焊接技术的,比如飞机的起落架和一些重要的单个部件一般都会使用焊接的方式制造,只是大面积的蒙皮或者其他结构使用铆钉连接。之所以这样主要有两个原因,第一是材料本身的原因,第二是力学上的原因。飞机为了减重,使用最多的就是航空铝材以及复合材料,而像高强度钢一般应用在起落架等部位。


强度同样很高而且重量比较轻的钛合金更是只能应用在一些关键的部位。航空铝材同样有着重量比较轻而且强度比较大的优点,但是铝材是难以焊接的,不但焊接的难度比较大,而且成本也比较高,还无法保证受力均匀。此外飞机为了减重,不但使用铝材还将铝材做的特别薄。比如大型客机的铝制蒙皮往往只有两毫米左右,比一般汽车上使用的蒙皮仅仅厚了一点点,焊接这种厚度的铝材难度是更高的。


第二,飞机在空中飞行的时候力学环境是极其复杂的,大家也会明显的感到如果有气流来气的时候,整架飞机几乎都在震动。所以飞机在飞行当中,各部位很容易就会出现一些细小的损伤,需要经常更换,而如果使用焊接的方式连接,那么更换是极其麻烦的。而要使用铆接就可以轻松换掉这些受损的部件以及蒙皮,焊接也会导致焊缝和其他位置的强度不一样,同样会出现裂缝。


随着技术的发展以及3D打印技术的问世,部分军用飞机和民用飞机都开始使用面积更大的整体式蒙皮,这样一来不但减小了生产和维护的工作量,也使得飞机的外表面更加光滑。总之相比于汽车,飞机的力学分析以及工程设计都是极其复杂的,任何一种设计以及工艺方式都是经过超过100年的发展得来的可靠经验,甚至包括不少因为缺陷而导致大量人员死伤的航空灾难,所以这些经验一定要遵循。


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