飞机作为一个由金属构建的庞然大物，究竟是怎样被制造出来的？它又是通过什么方式为我们带来安全且舒适的飞行体验的？想必很多人都会对此感到好奇。今天，我们就从飞机巨大机身的拼接工艺开始，来探寻其中的奥秘吧。
庞大的机身怎么拼接起来的呢？
飞机，作为人类工业文明的明珠，是征服自然的见证，百余年发展后渐入生活。铆钉，工业中常见的物件，在飞机制造中至关重要。
你知道吗？飞机机身拼接竟用到数百万颗铆钉。
组装时，这不起眼的小铆钉用于连接、加固机身不同构件与结构，保障整体的完整和可靠。它们需精心设计、制造和安装，使其能够有效连接固定机翼、尾翼、机身前中后段的各类飞机结构部件。
铆钉在飞机结构中的一些运用 图源：上海科技馆
飞机飞行时要承受巨大风压、重力和惯性力等，结构部件的连接因此必须坚固可靠。
铆钉十分适合飞机制造，因其能承受大量拉伸力与剪切力，在不同温湿度下保持稳定，且空间需求小，可在不影响外观和气动性能的情况下完成连接。
机身内部框架需要大量铆钉连接 图源：空客官网
尽管大量使用铆钉会增加制造与维护成本，但能提高飞机的可靠性和安全性，确保极端情况下仍保持完整，因此在飞机制造和维护中仍是不可替代的连接方式。
铆钉是如何将机身拼起来的？
飞机结构部件多由铝合金、钛合金和不锈钢等金属制成。铆钉穿过两个或更多部件，借助铆钉枪等专用工具，通过钉头与钉尾间的冲击力将部件拉紧，形成牢固连接。
工作人员在铆装 图源：北京青年周刊
飞机结构部件多为预制件，已钻好铆孔。组装时，工人将铆钉插入孔中，撑开钉头部分，再用铆钉枪在钉尾施力使其弯曲，与部件牢固连接。
铆钉通常采用与所连部件相同或相似的材料，以保证在不同温湿度下的稳定性，并提供最大连接强度。
下面简单了解不同材料铆钉在飞机制造中的应用：
铝合金铆钉：铝合金铆钉是常用类型，因与诸多飞机结构部件材质相近，故多用于连接铝合金部件。二者腐蚀性能相似，能在飞机高湿度环境下提供最大连接强度。
钛合金铆钉：钛合金铆钉亦为常用类型，它比铝合金铆钉更坚硬、耐腐蚀，且能在更高温度下使用。因钛合金价格较高，其铆钉通常用于连接需更高强度和耐腐蚀性的钛合金部件。
铝合金机身蒙皮及其铆钉 图源：上海科技馆
飞机钛合金材料缝翼 图源：上海科技馆
如何安装铆钉？
说完铆钉种类，大家或许好奇其安装方式。
飞机制造中最常用的是机械铆接技术。
热铆和冷铆都属于此类，主要区别在于铆接时钉的温度。
热铆即铆接时钉处于200摄氏度~500摄氏度的高温状态。
过程中，先以火炉等设备加热钉至高温，再插入需连接的材料间，待钉冷却即完成铆接。热铆适用于连接钛合金等高强度材料。
图源：奇趣探索实验室
冷铆即铆接时钉处于室温状态。
过程中，铆钉通过锤击或机械加压压入需连接的材料间，完成铆接。冷铆适用于连接铝合金等低强度材料。
总之，热铆适用于高强度材料，冷铆适用于低强度材料，铆接技术的选择需根据具体材料、结构和要求决定。
为什么飞机制造不采用焊接？
在常见的机械连接方法中，焊接也很常用，那飞机制造为何不用焊接而用铆接？这首先要从两者的区别说起。
图源：西安航空基地
铆接和焊接是连接材料的两种不同的方法，它们的区别主要体现在以下几个方面：
连接方式不同：铆接是通过铆钉连接材料，而焊接是通过熔化材料并让它们重新凝固连接在一起。铆接只是在连接处产生一个孔洞，而焊接则是将两个或多个材料融合在一起。
材料损伤度不同：铆接可以在不对材料造成过多损伤的情况下完成连接，因为铆钉可以在不加热的情况下压入材料中。相比之下，焊接需要高温来融化材料，这会对材料造成一定的损伤。
连接强度不同：焊接通常可以获得更高的连接强度，因为焊接可以在材料中形成均匀的连接。但是在某些情况下，铆接可以获得相同的连接强度。
这下大家一定对这小小铆钉有了更多的了解了吧，飞机制造不是一日之功，是由无数前辈先驱在黑暗中不断摸索下才有了现在的样子，小小的铆钉穿针引线般地将飞机机身拼接起来，其中的门道也是别有洞天。同样的，技术不会一直停滞不前，期待将来的技术进步为我们国家的飞机制造事业带来更大的进步。
