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

  • 梦想,飞越了大山

  • 大阪世博会中国国家馆日活动成功举行

独家策划

推荐阅读
防晒,究竟该如何掌握分寸,才能在抵御伤害与拥抱健康之间找到平衡点?
2025-07-11 09:58
生命只有一次,心脏健康不容忽视。唯有提高对心梗症状的警觉性,掌握正确的急救方法,才能为生命筑起一道坚实的“心”防线。
2025-07-11 09:58
晒后背是一种传统的养生方法,符合中医“冬病夏治”的理论,其核心在于借助盛夏充沛的自然阳气,通过阳光照射背部,来提升人体自身阳气。
2025-07-11 09:58
截至7月10日,我国“北气南下”能源大通道累计输气量突破1000亿立方米,安全平稳运行超2000天,标志着这条纵贯南北的能源大动脉在保障国家能源安全、推动绿色转型方面取得重大进展。
2025-07-11 04:55
从自然资源部新一轮找矿突破战略行动办公室了解到,今年上半年,全国新发现矿产地38处,同比增长31%;新发现矿产地中,大中型矿产地25处。
2025-07-11 04:10
时下,智能手机已成为人们获取信息、社交娱乐的重要工具。多学科专家指出,当我们刷手机出现注意力极度涣散、缺乏独立思考能力、情绪化反应严重、深度学习能力下降、空虚感增加等症状时,就表明我们的大脑正在被“腐蚀”。所谓的“脑腐”,即因长期暴露于碎片化信息而引发的认知衰退与脑功能损伤。
2025-07-11 04:10
由于肉眼很难发现水污染的情况,洪水之后饮水需要特别注意,避免直接饮用自来水、山泉水、河水、湖水等。肖丹提醒,如果不适症状较为严重,出现持续高热、剧烈呕吐、严重腹泻、脱水、意识障碍等,或皮肤干燥、眼窝凹陷、少尿等情况,应及时就医。
2025-07-10 09:34
国家自然科学基金委员会近日发布消息,自然科学基金委制定重大非共识项目试点实施方案,将在2025年启动资助试点。自然科学基金委作为我国资助基础研究的主渠道,制定了一系列创新举措。
2025-07-10 09:33
嫦娥六号月球样品的相关研究成果,引起了国际学术界的高度关注。这1935.3克宝贵的月壤,使得月球样品研究进入“嫦娥时代”,开启了人类认识月球的新纪元,也为中国月球研究走向世界前列奠定了基础。 一年来,中国科学家们已经利用嫦娥六号月球样品取得许多科学突破。
2025-07-10 09:32
2024年嫦娥六号任务首次从南极-艾特肯盆地内部采回月球样品,为揭示该区域物质成因提供了直接证据。综合元素和矿物组成分析,南极-艾特肯盆地镁环物质主要为斜长石(63%~67%)和低钙辉石(25%~27%)组成的亚铁苏长岩。
2025-07-10 09:32
7月9日,在北京航天城,神舟十九号航天员蔡旭哲(中)、宋令东(右)、王浩泽在记者见面会上敬礼致意。 在神舟十九号乘组中,航天员王浩泽也是一位90后,更成为首位进驻空间站的女航天飞行工程师。
2025-07-10 09:30
随着科技创新与产业创新深度融合,人工智能技术助力建材行业向更智能、更绿色、更高端方向变革。“通过数字化转型,建材企业可基本实现研发设计数字化、生产运营一体化、客户服务敏捷化,提升决策效率、协同能力和服务水平,快速提升生产力和核心竞争力。
2025-07-09 09:40
记者8日从湖南省自然资源厅获悉,通过创新地质找矿理论,经过长期勘探,湖南省郴州市临武县鸡脚山矿区已探获超大型蚀变花岗岩型锂矿床,共提交锂矿石量4.9亿吨,氧化锂资源量131万吨。
2025-07-09 09:39
根据国家卫生健康委8日晚间发布的通知,今后“颈深淋巴管/结—静脉吻合术”将不得应用于阿尔茨海默病治疗。“颈深淋巴管/结—静脉吻合术”是将颈部深层淋巴管或淋巴结与邻近的静脉进行吻合的手术,近年来部分医疗机构将其用于治疗阿尔茨海默病,引发争议。
2025-07-09 09:39
国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局日前发布《关于开展零碳园区建设的通知》。支持企业对标标杆水平和先进水平,实施节能降碳改造和用能设备更新,鼓励企业建设极致能效工厂、零碳工厂。
2025-07-09 09:37
近日,中国科学院近代物理研究所科研人员依托兰州重离子加速器冷却储存环,精确测量了极缺中子原子核硅-22的质量,实验发现硅-22的质子数14是一个新幻数。
2025-07-09 09:35
国家自然科学基金委员会7日发布消息,自然科学基金委近日制定重大非共识项目试点实施方案,将在2025年启动资助试点。
2025-07-08 09:20
近日,由农业农村部南京农业机械化研究所联合有关单位研制的全自动水稻覆膜插秧技术装备在江苏省靖江市投入使用,开启了我国水稻覆膜插秧新模式。
2025-07-08 09:11
日前,全球领先的720V高压固态钠盐电池,在位于内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗的建亨奥能科技有限公司正式量产,标志着中国成为全球第三个实现固态钠盐电池商用量产的国家。
2025-07-08 09:10
从国家自然科学基金委员会获悉,该委日前制定了重大非共识项目试点实施方案,将在2025年启动资助试点。
2025-07-08 05:05
加载更多