宋 茹
飞机在恶劣景象条件下翱翔，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，战机弘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构造紧密“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，都采取了铆接工艺。
自战机出身之日起，铆接工艺被广泛运用于航空工业制造和维修领域。那么，铆接工艺有什么独特上风？又是如何将战机“拼接”起来的？请看本文解读。
在中国公民革命军事博物馆兵器馆里，陈设着一架编号为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
战机在高空高速翱翔时，常常经历低温、强风等恶劣环境，给机体构造造成很大磨练。
与汽车车身整体压铸成型不同，战机的构造部件繁芜，须要知足不同构造件的材料、形状、尺寸的连接需求，并担保机体构造紧固。
当代工艺中常见的金属构件连接办法紧张为焊接、铆接和螺栓连接，选择哪种连接办法，与金属材料、形状、厚度、受力方向、利用环境等成分有关。个中，铆接工艺凭借独特上风脱颖而出，成为战机上利用最广泛的连接办法。
一方面是轻量化的选择。高速率、高性能始终是战机的永恒追求。为了能够轻装上阵，一代代战机制造险些“每克必争”，努力“瘦身”，不但采取了铝合金、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，极易因焊接管热而破损变形，只能通过物理办法进行固定。
另一方面是翱翔环境的哀求。战机高速翱翔时，受气流影响会产生颠簸，蒙皮受到各个方向上的拉伸、波折等浸染力，这既哀求连接工艺能够紧固各部件，有效分散各方应力，还要具备抗疲倦、抗裂、抗反复振动等特性。
此外，战机在升级掩护过程中，须要拆卸蒙皮，检讨内部故障问题。焊接技能实现的是永久性连接，一旦蒙皮上创造裂纹，就不得不将其大面积换新，不仅耗时费力，还增加了维修本钱。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，随着航空工业技能发展，铆接工艺从最早单一的手工作业逐步衍生出液压铆接、电磁铆接等新技能，以知足不同材料、不同部位的连接需求。
小小铆钉能量大
近间隔不雅观察飞机，我们会创造蒙皮上有数不胜数“指甲盖”大小的铆钉。据理解，一架中型客机全身遍布上百万颗铆钉。
航空铆钉的形态互异、种类繁多，常用的有专一铆钉、凸头铆钉等，根据安装环境、连接办法、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，并广泛运用于航空航天、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、镍等金属材质的变革。
一代材料，一代装备。新型材料的利用，一定会推动武器装备迭代升级。当前，隐形战机、复合股料的涌现对铆钉提出了更高哀求，以铝合金和钛合金为代表的铆钉逐渐成为“主流”。个中，铝合金铆钉紧张用于连接蒙皮，而钛合金的强度更高、耐堕落性更好，常日也被委以重任，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，加工精度乃至达到微米级，如何标准化批量制造出合格铆钉，从设计、制造到考验必须步步严格。
目前，不同国家和行业根据实际需求，采取不同的制造标准，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、无缺性、力学性能、耐堕落性等进行了明确哀求。
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、铸造成型、表面处理、头部加工、淬火回火等一系列工序，加工精度哀求极高，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。
考验是确保质量合格的主要关口。这一阶段，铆钉须要进行外不雅观尺寸、拉伸强度、扭矩等方面考验，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。经由层层筛选后，铆钉才能够“上岗”。
严苛的制造条件授予铆钉强大能量。据测算，铆钉的比强度高达1100兆帕，相称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，成为战机翱翔安全的主要担保。
每道工序皆学问
战机制造是一项繁芜工程，须要耗费很多工时。个中，装置工序占比达到总工时的40%到50%，而装置工序30%以上的劳动量，都花费在铆接上。
之以是耗时长，是由于铆钉数量多，且铆接工艺十分繁芜，在铆接过程中要经历大量的设计与打算。可以说，每道工序皆学问。
以前辈的五代机铆接为例，为了知足隐身性和气动形状哀求，五代机蒙皮大多采取专一铆钉，与蒙皮共同形玉成部光滑的机体表面，以减少气动阻力。这种办法对铆接工序有着极高哀求。
第一步定位。铆接前，须要一系列准备事情，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事理，针对载荷分布和通报规律进行科学打算，设计合理的铆钉形状和间距。对付机翼等关键部位，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。在前期布局定位的构造件上进行钻孔，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全体零件加工失落败。为此，设计师采取了直接在蒙皮上投影方法，乃至利用AI技能定位，以担保打孔位置的精准度。
实际操作时，装置工人须要在连接件表面加工出一个凹槽，大小与钉帽尺寸同等，使铆钉完备嵌入蒙皮，随后在构造件内侧进行打孔备用。
第三步铆接整形。在做好定位、钻孔等准备事情后，才正式进入铆接工序，装置工人会将得当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，并对铆接件表面的突出部分整形，使其与其他部件平整连接。
铆接事情结束后，考验职员还将对铆钉的外不雅观进行严格考验，确保钉头整洁、表面都雅，没有歪斜、磕伤和裂纹等毛病，同时对铆接件进行考验，检讨强度是否符合哀求，是否有松动问题，确保其质量合格后才会终极交付。
交付后就可以了吗？当然不是，“售后做事”也必须完备。
当一架战机经由永劫光“风吹日晒”后，难免会涌现“金属疲倦”，“皮肤”上的划伤裂纹难以避免，铆钉也会有一定程度的磨损。在掩护保养阶段，维修职员要系统检讨战机的整体状态，对松动、断裂、损伤的铆钉进行改换，并对机身涌现的裂纹、堕落再次进行铆接修理，在担保战机整体的强度和气动形状哀求的条件下，只管即便掌握构造重量。
航空工业技能快速发展，带来了铆接技能的日趋成熟。相信随着自动钻铆、电磁铆接等前辈技能出身，势必会提升战机制造和维修效率，为战机翱翔安全供应可靠担保。
来源： 中国军网-解放军报