Hàng không hấp dẫn: Nguyên tắc kỹ thuật đằng sau quá trình 'khâu kim loại' của máy bay trong máy bay
Quá trình hấp dẫn trong sản xuất máy bay là một công nghệ quan trọng. Tại sao máy bay sử dụng quá trình hấp dẫn thay vì hàn? Chủ yếu, nó gắn chặt với các vật liệu sản xuất—Vật liệu composite như hợp kim nhôm, không dễ hàn. Máy bay bay lên trên bầu trời, chịu trách nhiệm về sự an toàn và niềm tin của hành khách. Bất kỳ lỗ hổng nào trong các vật liệu sản xuất đều có thể dẫn đến những hậu quả vô cùng lớn và có khả năng làm tổn hại hoạt động an toàn của máy bay bất cứ lúc nào.
I. Nguyên tắc cơ bản và phân loại các quy trình hấp dẫn
1. Nền tảng P nguyên tắc
Trinh tán là một phương pháp buộc chặt cơ học kết hợp nhiều phôi bằng đinh tán. Đinh tán tạo ra các kết nối vĩnh viễn thông qua biến dạng dẻo và chuyển tải thông qua sự giao thoa phù hợp giữa thân đinh tán và tường lỗ. Quá trình hấp dẫn thường liên quan đến định vị, dập , xỏ khuyên , hình thành , và phát hành. Bộ đinh tán trải qua biến dạng trong lỗ đinh tán để tạo thành cả đầu đinh tán và phần mở rộng, do đó thiết lập một kết nối an toàn giữa các phôi.
Các quy trình hấp dẫn máy bay chủ yếu được phân loại theo ba chiều sau đây:
1. Theo kiểm soát nhiệt độ:
- Chất làm đinh tán lạnh: Trinh được thực hiện ở nhiệt độ phòng và phù hợp với đinh tán bằng thép có đường kính dưới 10 mm, cũng như kim loại màu, kim loại ánh sáng và hợp kim có độ dẻo tốt.
- HOT HOVETING: Trinh tán được tiến hành sau khi sưởi ấm đinh tán đến một nhiệt độ cụ thể. Thông thường, đinh tán thép có đường kính vượt quá 10 mm được làm nóng để 1000–1100°C cho hấp dẫn nóng, với lực búa trên một đơn vị diện tích trên thanh đinh tán từ 650 đến 800 MPa. Hóng đinh tán cung cấp độ kín vượt trội, mặc dù khoảng cách vẫn còn giữa thanh đinh tán và lỗ đinh tán, ngăn không cho nó tham gia vào việc truyền lực.
2. Theo phương pháp hấp dẫn:
- Ban đầu, đinh tán thủ công, được thực hiện chủ yếu bằng súng đinh tán, là phương pháp thống trị. Trong khi sử dụng nhiều lao động, nó cung cấp sự linh hoạt cao.
- Với những tiến bộ công nghiệp, việc kết nối cơ học trở thành phương pháp chính, sử dụng các thiết bị hấp dẫn chuyên dụng để tăng cường hiệu quả và tính nhất quán.
3. Theo loại đinh tán:
- đinh tán rắn: bao gồm kim loại rắn, các đinh tán này thể hiện sức mạnh và độ bền tuyệt vời, khiến chúng trở thành loại được sử dụng rộng rãi nhất trong các cấu trúc máy bay.
- Rivets rỗng: Có một trung tâm rỗng hoặc hoàn toàn rỗng, những chiếc đinh tán này có trọng lượng nhẹ hơn nhưng cung cấp sức mạnh thấp hơn, làm cho chúng phù hợp cho các kết nối được tải nhẹ.
- đinh tán mù: Được cài đặt từ một bên, các đinh tán này rất lý tưởng để nối các bề mặt không dễ dàng truy cập, chẳng hạn như cấu trúc bên trong của một cánh.
II. Các ứng dụng cụ thể của công nghệ hấp dẫn trong sản xuất máy bay
1. Kịch bản ứng dụng và lựa chọn đinh tán
Sự hấp dẫn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy bay và chủ yếu được áp dụng cho các cấu trúc sau đây:
• Cấu trúc thân máy bay: Chiếc thân máy bay của một chiếc máy bay bao gồm chủ yếu là thân máy bay phía trước, hệ thống trung bình và phần đuôi. Skin và cấu trúc thân máy bay có kích thước khác nhau được kết hợp an toàn với nhau thông qua quá trình hấp dẫn. Một máy bay chở khách cỡ trung bình chứa hàng triệu đinh tán trên khắp cơ thể, trong khi một chiếc Airbus A380 thường sử dụng khoảng 5 triệu đinh tán.
• Cấu trúc cánh: Cánh đóng vai trò là nguồn nâng chính cho máy bay và là một thành phần quan trọng để hấp dẫn. Các đinh tán ở cạnh hàng đầu của cánh là các bộ phận có thể di chuyển và phải là phản ứng, có nghĩa là bề mặt phải giữ sạch bằng da sau khi lắp đặt. Việc không đạt được điều này có thể gây ra nhiễu loạn trong luồng không khí, dẫn đến mức tiêu thụ nhiên liệu tăng lên.
• Cấu trúc đuôi: Đuôi bao gồm một bộ ổn định ngang và vây dọc, điều khiển sân và ngáp của máy bay. Các bề mặt ổn định và điều khiển có thể di chuyển của đuôi cũng được kết nối thông qua việc hấp dẫn.
• Kết nối vật liệu tổng hợp: Vì vật liệu tổng hợp tạo thành một tỷ lệ ngày càng tăng của các cấu trúc máy bay (chiếm 40–60% trong máy bay chiến đấu hiện đại), công nghệ hấp dẫn đặc biệt quan trọng đối với các kết nối vật liệu tổng hợp. Vật liệu composite thể hiện độ dẻo tối thiểu và dễ bị tổn thương tác động trong quá trình hấp dẫn, đòi hỏi các kỹ thuật và quy trình hấp dẫn nâng cao
2. Vật liệu và thông số kỹ thuật của đinh tán
Các tiêu chuẩn lựa chọn vật liệu và đặc điểm kỹ thuật cho đinh tán máy bay đặc biệt nghiêm ngặt. Làm thế nào nghiêm ngặt các yêu cầu vật liệu? Thậm chí nghiêm ngặt hơn những người cho các thành phần hàng không vũ trụ!
Các yếu tố sau đây được xem xét chủ yếu:
Loại vật chất:
- đinh tán hợp kim nhôm: Lựa chọn ưa thích cho các ứng dụng nhẹ, chủ yếu được sử dụng để kết nối da máy bay.
- đinh tán hợp kim Titan: Cung cấp sức mạnh cao hơn (1100–1250 MPa) và khả năng chống ăn mòn vượt trội, thường được sử dụng cho các thành phần quan trọng như không khí Thủ công cấu trúc khung và thiết bị hạ cánh
- đinh tán bằng thép không gỉ: Cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và phù hợp cho các khu vực tiếp xúc với độ ẩm kéo dài hoặc môi trường ăn mòn.
Dung sai kích thước:
- Dung sai đường kính: đinh tán máy bay yêu cầu tính nhất quán đặc biệt cao. Ví dụ, yêu cầu dung sai đường kính đối với đinh tán trong nước được sử dụng trên máy bay lớn trong nước C919 là 0 đến 0,05 mm, tương đương với một tám mươi đường kính của tóc.
- Khả năng dung sai đường kính lỗ: Đối với việc thu hẹp lại, đường kính lỗ phải khớp chặt chẽ với đường kính vỏ đinh tán, trong khi đối với việc hấp dẫn, một sự khác biệt lớn hơn một chút giữa đường kính lỗ và đường kính thân được cho phép.
-Yêu cầu về sức mạnh: Yêu cầu sức mạnh cụ thể đối với đinh tán máy bay cao tới 1100 MPa, tương đương với việc hỗ trợ trọng lượng của 10 chiếc xe trên khu vực 1 mét vuông. Đinh tán làm từ các vật liệu khác nhau tương ứng với mức độ sức mạnh khác nhau. Ví dụ, đinh tán hợp kim titan thường thể hiện cường độ cắt vượt quá 2500N.
3. Xử lý các tham số và kiểm soát chất lượng
Các thông số quy trình và kiểm soát chất lượng là rất quan trọng và phải được xem xét tỉ mỉ. Sự khác biệt 1mm có thể khiến máy bay tan rã. Quá trình hấp dẫn máy bay đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ các tham số sau: áp suất tán xạ, tốc độ hấp dẫn và lực hấp dẫn.
Các yêu cầu chất lượng hấp dẫn của máy bay là đặc biệt nghiêm ngặt, với dung sai đường kính đinh tán từ 0 đến 0,05mm. Đinh tán đầu tiên phải giống hệt với đinh tán hàng triệu Các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế áp đặt các quy định nghiêm ngặt về vật liệu đinh tán, kích thước, sức mạnh và các thông số kỹ thuật khác.