随着国产大飞机C919首架交付航空公司的消息传遍网络，公众对飞机的关注日益高涨。如此庞然大物，究竟是如何诞生的？它又是如何为我们提供安全舒适的飞行体验的呢？今天，我们就从飞机庞大机身的拼接过程聊起。
飞机，作为人类工业文明的瑰宝，象征着人类征服自然的壮举。历经百年发展，飞机已融入我们的日常生活。在这其中，铆钉这一看似不起眼的部件，却在飞机制造过程中发挥着关键作用。你知道吗？飞机机身的拼接竟然用到了数百万颗铆钉！
在飞机组装过程中，这些小巧的铆钉负责连接及加固机身各部件，确保飞机的整体完整性和可靠性。它们需要经过精心设计、制造和安装，承担着至关重要的职责。铆钉能有效连接和固定飞机结构部件，包括机翼、尾翼和机身前中后段等。
铆钉在飞机结构中的应用场景。图源：作者
揭秘飞机身世铆钉如何成就天空巨兽
由于飞机在飞行过程中需承受巨大的风压、重力和惯性力等力量，飞机结构部件间的连接必须异常坚固且可靠。铆钉作为一种适合飞机制造的连接方式，能够承受大量拉伸力和剪切力，并在不同温度和湿度条件下保持稳定。此外，铆钉占用空间较小，可在不影响飞机外观和气动性能的前提下完成连接。尽管使用大量铆钉可能增加制造和维护成本，但它们能显著提高飞机的可靠性和安全性，确保极端情况下飞机仍能保持完整性。因此，铆钉在飞机制造和维护中依然是一种不可或缺的连接方式。
铆钉是如何将机身拼起来的？一般而言，飞机结构部件由多种金属材料组成，包括铝合金、钛合金和不锈钢等。铆钉通过穿过两个或更多结构部件，并在另一侧用铆钉头和钉尾之间的冲击力将它们拉在一起，形成坚固的连接。这一过程需要铆钉枪或其他专用工具来完成。飞机结构部件通常由预制件构成，这些预制件已经钻好了铆孔。在组装过程中，安装工人将铆钉插入铆孔中，并将铆钉头部分支撑开。然后，用铆钉枪在钉尾上施加力，将钉尾弯曲，使其与结构部件牢固地连接起来。铆钉通常由与要连接的结构部件相同或相似的材料制成，以确保在不同温度和湿度条件下保持稳定性，并提供最大连接强度。
不同材料制成的铆钉在飞机制造过程中的应用：
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铝合金铆钉：铝合金铆钉是最常用的铆钉之一，因为它们与许多飞机结构部件相似。它们通常用于连接铝合金结构部件，因为铝合金铆钉与铝合金的腐蚀性能相似，可在飞机的高湿度环境下提供最大连接强度。
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钛合金铆钉：钛合金铆钉也是常用的铆钉之一，比铝合金铆钉更强硬、更耐腐蚀，并可在更高温度下使用。由于钛合金价格较高，钛合金铆钉通常用于连接需要更高强度和更耐腐蚀性的钛合金结构部件。
铆接技术的分类及应用：
在飞机制造过程中，最常用的铆接技术为机械铆接技术，包括热铆和冷铆。这两种技术的主要区别在于铆接时铆钉的温度。热铆是指在铆接时，铆钉处于高温状态（200~500摄氏度）。在热铆过程中，先用火炉或其他加热设备加热铆钉，使其处于高温状态，然后将热铆钉插入两个需要连接的材料之间，待铆钉冷却后完成铆接。热铆适用于连接高强度材料，如钛合金等。冷铆是指在铆接时，铆钉处于室温状态。在冷铆过程中，铆钉通过锤击或机械加压的方式压入两个需要连接的材料之间，完成铆接。冷铆适用于连接低强度材料，如铝合金等。热铆适用于连接高强度材料，而冷铆适用于连接低强度材料。铆接技术的选择需根据具体材料、结构和需求来决定。
为什么飞机制造不采用焊接？
在机械连接方法中，焊接同样常见。然而，飞机制造为何不采用焊接而使用铆接呢？首先，让我们了解两者之间的区别：
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连接方式：铆接通过铆钉连接材料，而焊接通过熔化材料并让其重新凝固连接在一起。铆接仅在连接处产生孔洞，而焊接则将两个或多个材料融合在一起。
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材料损伤度：铆接可在不对材料造成过多损伤的情况下完成连接，因为铆钉可在不加热的情况下压入材料中。相比之下，焊接需要高温来熔化材料，这会对材料造成一定损伤。
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连接强度：焊接通常可获得更高连接强度，因为焊接可在材料中形成牢固结合。
飞机制造选择铆接而非焊接的原因在于铆接可在不损伤材料的前提下实现连接，同时满足飞机结构对连接强度的要求。
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