【物理科普】为什么宁愿用百万颗铆钉拼接飞机，也不愿选择焊接？

事实上，机翼的坚韧程度远超我们臆想。然而，具有确保它频繁上下晃动却仍旧安然无误能力的，是那些不太引人注目的铆钉。

据悉，有一架C919飞机它需要应用上百万颗铆钉，客机A380则要运用超五百万颗铆钉。

密恐症要犯了。图源：Ins.

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？

▌飞机也爱减肥

以每减轻一克重量为奋斗目标，这成为每一架飞机的座右铭，此乃从人类那里所学到的。

那么，身为飞机衣物的蒙皮亦盛行轻薄样式。比如说，C919运用较大占比复合材料用以减轻飞机的结构分量。

然而，蒙皮若是过于轻薄，那么焊接的难度便会增加，并且蒙皮所采用的复合材料，相较于其他材料，更易于遭受焊接带来的破坏，所以，不同材料之间只得依靠铆钉来进行连接。

C919与国旗的合影。图源：央视新闻

▌飞机上的钉子有特异功能

飞机之上，铆钉的比强度要求得以抵达并且高达1100兆帕，这一数值所对应的情况是，在1平方厘米的面积范围之内，需要去承受10辆小轿车的重量。

对铆钉进行加工时，达到了微米级精度的控制，第一颗铆钉，跟在其之后的数千万颗铆钉，几乎是一模一样的。

一微米约等于成人头发直径的八十分之一，图源：科技日报

抛开这些不说，数量多达上百万个的铆钉并不会对飞机的飞行造成阻碍。根据二战时期的相关数据表明，采用实心埋头的铆钉能够让飞机所受到的阻力降低3%。

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故而，由流水生产线持续产出的铆钉，其各项参数所存误差极为细微，无论于量的大量生产层面，还是在品质严格把控方面，均具备值得信任仰仗的特质。

假定运用焊接工艺把飞机蒙皮予以连接，那生产质量完全依赖焊工的技艺。焊接的厚度要是过薄或者过厚，均会致使飞机存有更多安全方面的隐患。

然而，胶粘剂当下没办法抵抗高温，所以，就算飞机整个机身都是依靠胶粘起来构筑而成的式样状况，发动机等那些关键重要部位也仅仅只能得以使用「可靠的」铆钉去进行固定密封操作行为。

▌铆钉能让飞机长寿

每一次飞机飞行完毕后而言都必定是需要去进行检修的。然而铆钉所具备的那种关于可替代性、稳定性等等许多方面的优点，能够使得飞机“服役”的时长更长久。

图源：西安航空基地

铆钉断裂了怎么更换？

在通常情况下，会运用「冷冻铆钉」予以替换，也就是说呢，铆钉于淬火处理完成之后，会快速地被冷冻起来，而在进行使用时，势必要在一十五分钟之内将铆接工作完成。

正常温度状况下，这种名为「冷冻铆钉」的强度会出现提高的情况，进而起到强化铆接结构稳定性的作用。

机身内部框架需要大量铆钉连接，图源：空客官网

铆钉松动了会怎样？

一个钉子出现松动状况，此状况会致使飞机显示出故障信息，这便要求从事检修飞机工作的员工，不分昼夜地加班，去寻觅那滥竽充数的钉子。

2016年，检修员工为排除一架A320飞机的故障，持续奋战了三天三夜，对所有可能存在的故障逐一进行排查，最终，在数百根直径不足1毫米的数据插钉当中，发现了松动的那一根。

飞机铆装工人。图源：北京青年周刊

尽管排除钉子故障所需开展的工作量较为庞大，然而无需为此忧心忡忡。航空螺钉具备自锁特性，其出现松动的可能性亦是极其微小的。

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。

散落的飞机蒙皮，借由铆钉如穿针引线般操作，最终方可成为空中的战袍，进而使得襟翼能够灵活地舞动。

相关链接：关于压铆工艺

压铆属于一种铆接办法，这办法所述的是，于铆接的工程进程当中，凭借外部压力去改变材料的塑性，进而进入到铆装螺钉、螺母结构里专门预制的槽中，以此让零件之间达成可靠连接的做法。

普通低碳钢经常用于压接压铆螺母柱，铝合金板也常被用于压接压铆螺母柱，铜板同样通常用于压接压铆螺母柱。一些材质过硬的材料，像不锈钢以及高碳钢板材等，一般得使用特殊的、硬度很高的铆螺母柱，因而在一般的压铆螺柱和压铆螺母钣金零件里，很少会利用不锈钢。压铆螺钉较少采用不锈钢，螺母与压铆螺柱一样，也较少采用不锈钢。

采取对压铆工艺予以分析的方式，还有对常见压铆件及其工艺展开介绍的做法，再联系压铆工序的质量控制方法，针对压铆工艺开展了探讨。