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

  • 智库报告解析中国野象乐园的生态文明密码

  • 从这些数据,看见美丽中国

独家策划

推荐阅读
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,深刻改变着人类的生产生活方式,也引发人们对人工智能在劳动过程中究竟扮演何种角色的诸多讨论。
2026-07-17 03:50
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
在美丽乡村建设过程中,推广绿色生产技术、防治农业面源污染等工作的开展,都离不开专业人才
2026-07-15 09:13
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
加载更多