点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:战机是如何“拼接”起来的?原来全靠这项工艺
首页> 军事频道> 军事要闻 > 正文

战机是如何“拼接”起来的?原来全靠这项工艺

来源:中国军网-解放军报2024-06-07 10:08

一钉一铆“拼”战机

  ■宋 茹

  飞机在恶劣气候条件下飞行,机翼会发生剧烈抖动,这时候有人会问:“机翼会不会在空中折断?”

  事实上,机翼的韧性非常好、安全系数比较高,除了优选材料和设计等方面外,还得益于安全可靠的铆接工艺。此外,战机庞大的机身并非一体成型,同样是通过铆接工艺,将不同尺寸的蒙皮和机体结构紧密“拼接”起来。

  铆接是利用铆钉将多个工件连接起来,小到剪刀、铁钳等生活用品,大到船舶、航天器、桥梁的制造,都采用了铆接工艺。

  自战机诞生之日起,铆接工艺被广泛应用于航空工业制造和维修领域。那么,铆接工艺有什么独特优势?又是如何将战机“拼接”起来的?请看本文解读。

在中国人民革命军事博物馆兵器馆里,陈列着一架编号为079的米格-15歼击机,机身遍布铆钉。周 乐供图

  铆接工艺优点多

  战机在高空高速飞行时,常常经历低温、强风等恶劣环境,给机体结构造成很大考验。

  与汽车车身整体压铸成型不同,战机的结构部件复杂,需要满足不同结构件的材料、形状、尺寸的连接需求,并保证机体结构紧固。

  现代工艺中常见的金属构件连接方式主要为焊接、铆接和螺栓连接,选择哪种连接方式,与金属材料、形状、厚度、受力方向、使用环境等因素有关。其中,铆接工艺凭借独特优势脱颖而出,成为战机上使用最广泛的连接方式。

  一方面是轻量化的选择。高速度、高性能始终是战机的永恒追求。为了能够轻装上阵,一代代战机制造几乎“每克必争”,努力“瘦身”,不但采用了铝合金、钛合金等“轻薄款”材料,蒙皮厚度在2到5毫米,这种蒙皮可焊接性能差,极易因焊接受热而破损变形,只能通过物理方式进行固定。

  另一方面是飞行环境的要求。战机高速飞行时,受气流影响会产生颠簸,蒙皮受到各个方向上的拉伸、弯曲等作用力,这既要求连接工艺能够紧固各部件,有效分散各方应力,还要具备抗疲劳、抗裂、抗反复振动等特性。

  此外,战机在升级维护过程中,需要拆卸蒙皮,检查内部故障问题。焊接技术实现的是永久性连接,一旦蒙皮上发现裂纹,就不得不将其大面积换新,不仅耗时费力,还增加了维修成本。而铆接工艺可以轻松拆装部分蒙皮,维修效率明显提升。

  如今,随着航空工业技术发展,铆接工艺从最早单一的手工作业逐步衍生出液压铆接、电磁铆接等新技术,以满足不同材料、不同部位的连接需求。

  小小铆钉能量大

  近距离观察飞机,我们会发现蒙皮上有数不胜数“指甲盖”大小的铆钉。据了解,一架中型客机全身遍布上百万颗铆钉。

  航空铆钉的形态各异、种类繁多,常用的有埋头铆钉、凸头铆钉等,根据安装环境、连接方式、尺寸大小不同,铆钉的选择也不尽相同。此外,铆钉本身材料和制造质量关系到铆接工艺可靠性。

  早期的铆钉多为木制或骨制的小栓钉。1916年,英国飞机制造公司的一名科学家取得了可以单面铆接的盲铆钉专利,并广泛应用于航空航天、船舶工业等领域。后来,随着战机蒙皮材料升级,铆钉材料经历了从铜制、铝制,到钢、镍等金属材质的变化。

  一代材料,一代装备。新型材料的运用,必然会推动武器装备迭代升级。当前,隐形战机、复合材料的出现对铆钉提出了更高要求,以铝合金和钛合金为代表的铆钉逐渐成为“主流”。其中,铝合金铆钉主要用于连接蒙皮,而钛合金的强度更高、耐腐蚀性更好,通常也被委以重任,连接飞机骨架、起落架等部件。

  航空产品,质量第一。铆钉的制造质量同样关键,看似尺寸只有几毫米大小的铆钉,加工精度甚至达到微米级,如何标准化批量制造出合格铆钉,从设计、制造到检验必须步步严格。

  目前,不同国家和行业根据实际需求,采用不同的制造标准,如国际标准化组织的ISO 15983、美国航空航天工业协会标准NAS等。此外,一些航空公司也有自己的铆钉制造标准,比如波音公司的BACR。无论哪一种标准,都对铆钉的材料、尺寸、完好性、力学性能、耐腐蚀性等进行了明确要求。

  实际加工阶段,一枚铆钉的生产工艺包含了材料准备、钉杆拉制、锻造成型、表面处理、头部加工、淬火回火等一系列工序,加工精度要求极高,并通过特定的字母和数字,给铆钉编上“身份证号”,便于识别和后期追溯。

  检验是确保质量合格的重要关口。这一阶段,铆钉需要进行外观尺寸、拉伸强度、扭矩等方面检验,必要时还会对部分关键指标进行测试,如断裂载荷、耐盐雾等。经过层层筛选后,铆钉才能够“上岗”。

  严苛的制造条件赋予铆钉强大能量。据测算,铆钉的比强度高达1100兆帕,相当于每平方厘米的面积要承受10辆小轿车的重量。可以说,小小的铆钉凭借其过硬的能力,成为战机飞行安全的重要保证。

  每道工序皆学问

  战机制造是一项复杂工程,需要耗费很多工时。其中,装配工序占比达到总工时的40%到50%,而装配工序30%以上的劳动量,都花费在铆接上。

  之所以耗时长,是因为铆钉数量多,且铆接工艺十分复杂,在铆接过程中要经历大量的设计与计算。可以说,每道工序皆学问。

  以先进的五代机铆接为例,为了满足隐身性和气动外形要求,五代机蒙皮大多采用埋头铆钉,与蒙皮共同形成整个光滑的机体表面,以减少气动阻力。这种方式对铆接工序有着极高要求。

  第一步定位。铆接前,需要一系列准备工作,根据铆接位置,对铆钉进行排列布局。设计师会依据材料力学的原理,针对载荷分布和传递规律进行科学计算,设计合理的铆钉形状和间距。对于机翼等关键部位,还要以铆钉列阵的形式设计,确保以足够的强度和硬度支撑连接部位。

  第二步钻孔。在前期布局定位的结构件上进行钻孔,钻孔位置必须准确无误,单个孔距不到1毫米的偏差都可能导致整个零件加工失败。为此,设计师采用了直接在蒙皮上投影方法,甚至使用AI技术定位,以保证打孔位置的精准度。

  实际操作时,装配工人需要在连接件表面加工出一个凹槽,大小与钉帽尺寸一致,使铆钉完全嵌入蒙皮,随后在结构件内侧进行打孔备用。

  第三步铆接整形。在做好定位、钻孔等准备工作后,才正式进入铆接工序,装配工人会将合适的铆钉插入之前打孔位置,用铆枪将铆钉紧实压入形成连接,并对铆接件表面的凸起部分整形,使其与其他部件平整连接。

  铆接工作结束后,检验人员还将对铆钉的外观进行严格检验,确保钉头整齐、表面美观,没有歪斜、磕伤和裂纹等缺陷,同时对铆接件进行检验,检查强度是否符合要求,是否有松动问题,确保其质量合格后才会最终交付。

  交付后就可以了吗?当然不是,“售后服务”也必须完备。

  当一架战机经过长时间“风吹日晒”后,难免会出现“金属疲劳”,“皮肤”上的划伤裂纹难以避免,铆钉也会有一定程度的磨损。在维护保养阶段,维修人员要系统检查战机的整体状态,对松动、断裂、损伤的铆钉进行更换,并对机身出现的裂纹、腐蚀再次进行铆接修理,在保证战机整体的强度和气动外形要求的前提下,尽量控制结构重量。

  航空工业技术快速发展,带来了铆接技术的日趋成熟。相信随着自动钻铆、电磁铆接等先进技术诞生,势必会提升战机制造和维修效率,为战机飞行安全提供可靠保证。

[ 责编:丁玉冰 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2月7日,2026年西安市“我们的节日·春节”主题示范活动在西安市未央区举行。

  • 农历马年将至,内蒙古博物院近期推出“马舞新春——丙午马年全球生肖文化联展”,展览汇集400余幅“马”题材文物和艺术品的图片,精选近50件(套)文物,吸引了大量市民和游客前来观展。

独家策划

推荐阅读
近日,国家管网集团西部管道公司成功完成所辖新疆段天然气、原油、成品油管道输送全生命周期碳足迹核算,获得中国质量认证中心颁发的“产品碳足迹证书”。
2026-02-06 09:18
近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计育种创新团队研发出新型植物基因研究工具——对目标DNA序列的邻近空间蛋白标记系统。
2026-02-06 09:38
因为像了解自己的孩子一样了解黑土地,韩晓增有个外号——“黑土地的营养搭配师”。他带领团队精心配制出一套营养搭配的“秘方”。
2026-02-06 09:33
蚊种与病毒之间存在高度匹配关系。1901年,公共卫生与热带医学领域先驱沃尔特·里德证明,蚊子是传播黄热病的元凶。科学界传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,却始终不知道真正的“病毒受体”是什么。
2026-02-06 09:31
科技创新和产业创新的深度融合,不仅是构建现代化产业体系的战略举措,更是贯彻新发展理念、推动高质量发展、加快构建新发展格局的重要抓手。
2026-02-06 09:13
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
月球表面的年龄是揭示其演化奥秘的基础。对于月球上未采样的区域,科学家主要依靠统计撞击坑的密度来估算年龄:区域越古老,撞击坑通常越密集。
2026-02-06 09:14
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
加载更多