3053

Почему используют заклёпки в авиации?1

Наткнулся в одной из лент на отвратительный ответ на данный вопрос, пробило самого рассказать.
И так, за что борятся инженеры в авиации?
Ответ бесконечный сам по себе, но мы маленько сузим рамки - это вес летательного аппарата. Чем легче условный самолёт, тем меньше энергии будет необходимо для его поднятия в воздух, меньше будут нагрузки на основные силовые элементы планера и еще многое многое, но не суть, главное мы боремся с весом. Как следствие ищем материал лёгкий, но прочный. И это конечно же ТИТАН!
Но! Целиком из титана строить самолёт очень дорого, как следствие мы переходим ко 2 насущной проблеме - цена/качество. Тут нам на глаза попадает алюминий и вариации его сплавов.
Небольшое уточнение, целиком полноценный современный самолёт из алюминия вы точно не найдёте, в любом случае там будет и титан и железо и магний и много прочих металлов, но алюминий будет составлять большую часть.
С материалом мы определились, теперь пришло время решить, а как нам его меж собой крепить. Идеальным решением было бы сделать цельный самолёт, но к сожалению вытачивать весь самолёт из большого куска алюминия нам экономисты не позволят, ибо это будет чертовски дорого, а 3д принтеры к сожалению на такое пока что не способны, да и не было раньше такой замечательной игрушки. Так что возвращаемся к вопросу "соединения".
Первым что приходит на ум большинства, это сварка. Тут есть уйма нюансов.
Сварка алюминия возможна и даже очень часто используется это бесспорно, но вибрационную нагрузку переносит плохо, что для самолёта критично. Можно постобработкой компенсировать данный недостаток, но тут опять нам поперёк дороги встанут экономисты - дорого. Даже без постобработки сварка дорогое удовольствие. Хотя "сварные" самолёты все же имели место быть в истории: sr-71, " сотка" и пр. Правда там не алюминий был, но не важно, это довольно специализированные проекты на которые денег не жалели.
Болтовое соединение - без долгих дискуссий, тоже дорого. Тут и цена самого болта, так и цена работ с его использованием, учтите сколько нужно болтов на весь самолёт, тысячи... Болты в самолётах используются конечно, но чаще всего где то либо в разъемных соединения, которые используются при тех обслуживании, либо транспортировке, либо в элементах конструкции с большими нагрузкам.
Что там у на есть ещё? Клей! Ну а что, дешево и сердито. Только вот метал склеивать на столько прочно как это необходимо для самолёта пока что не научились. Хотя был один самолётик, а точнее даже есть - Dreamliner. В нем "клеем" сделано очень много, только вот нужно учесть, что это новые технологии с обширным использованием композитов, которые собственно и "склеивались". Понятие клей конечно тут не совсем подходит, но принципы очень близки сами по себе.
Гвозди, ну тут без пояснений думаю)
Из старых проверенных типов крепежа осталось только заклепочное соединение. И это наш выбор:
- дешево;
- обеспечивает достаточную прочность соединения;
- при правильном подходе хорошо дружит с вибрационными нагрузками.
Можно ещё много говорить и за и против заклепок, но их основное преимущество - это цена и пока не придумают более дешевого способа, замены им нет.
Спасибо за внимание тем кто прочитал.
Тапками за орфографию сильно не кидайтесь, писал в порыве с телефона, да и писатель с меня так себе.

Авиация и Техника

11.4K постов18.5K подписчиков

Правила сообщества

Правила Пикабу

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
250
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Для ЛЛ: Почему используют заклёпки в авиации? - Компромисс между ценой и прочностью.

раскрыть ветку (34)
45
Автор поста оценил этот комментарий

Есть подозрение, что в первую очередь - это все же стойкость к различного рода деформациям. Как у рам грузовиков.

раскрыть ветку (30)
13
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

входит в понятие "прочность"

раскрыть ветку (23)
6
Автор поста оценил этот комментарий

Я к тому, что тут о компромисс речь не идёт скорее всего. В некоторых случаях у заклепок попросту нет альтернатив.

раскрыть ветку (22)
9
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Да ну сказано же - есть, цельное литье, цельная фрезеровка, болты, клей

раскрыть ветку (21)
14
Автор поста оценил этот комментарий

Цельный фюзеляж вот вообще не вариант. Оно, конечно, прочным будет — спору нет. Но это до первой пробоины. А потом что? Целиком весь корпус менять?

Поэтому самолёты всегда будут сборными. Чтобы можно было быстро и дёшево заменить повреждённую секцию.

раскрыть ветку (6)
8
Автор поста оценил этот комментарий

Поставить силовые энергетические поля в качестве брони - и не будет пробоины, делов то

раскрыть ветку (5)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Это лишние 4 тонны на генератор полей.

раскрыть ветку (4)
7
Автор поста оценил этот комментарий

Антигравитационный модуль нивелирует эти 4 тонны. Делов-то...

раскрыть ветку (3)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Дак синие не хотят нам унобтаниум продавать.

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Натравим на них других синих

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Я не специалист, но вопрос. Если самолёт будет цельным литьём изготовлен не будет ли утрачена необходимая эластичность? Ведь там если мне память не изменяет должна быть определённая эластичность, чтобы при нагрузках не отрывало крылья и тд
раскрыть ветку (13)
7
Автор поста оценил этот комментарий
Вы забываете, что самолёт это сложное устройство, система. Как в цельнолитом корпусе прокладывать бортовую кабельную сеть, топливные баки, системы управления? Много технологических проблем. В результате дело не столько в цене, сколько снова в прочности: нужно будет сделать столько полостей и отверстий, что отличаться по прочности от клепанной конструкции он почти не будет.
раскрыть ветку (4)
0
Автор поста оценил этот комментарий

В цельнолитом корпусе и пассажиров не размесить.

Для них корпус должен пустотелый быть.

0
Автор поста оценил этот комментарий

Насколько помню,одна из моделей МИГа в советские времена выпускалась с цельнолитым  фюзеляжем.

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Покопался в своей памяти,похоже немного попутал. Наверное,упоминалось про МИГ25П . Фюзеляж у него не цельнолитой,а сваренный.

Фюзеляж самолёта — цельнометаллический, типа монокок. Всего в фюзеляже 57 шпангоутов, а сам фюзеляж технологически делится на передний отсек, закабинный отсек, воздухозаборники, отсек топливных баков, хвостовую часть фюзеляжа и хвостовой кок. Гермокабина расположена между шпангоутами 1 и 2. Закабинный отсек оборудования герметичен и теплоизолирован.
Центральная часть фюзеляжа — цельносварной агрегат из нержавеющей стали марки ВНС-2, ВНС-4 и ВНС-5, с дополнительными нижними лонжеронами и балками
0
Автор поста оценил этот комментарий
Погуглил, не нашел. Если найдёте было бы интересно посмотреть. А вообще в основном используется балочная схема. Как компромисс лёгкости и прочности.
1
Автор поста оценил этот комментарий
В таких размерах аластичности материала должно хватить за глаза
1
Автор поста оценил этот комментарий

Напряжения равномерно по корпусу распределять будут, а не концентрироваться вдоль швов. Единственное, что литьем достаточной прочности в принципе не получить. Потому, раз речь зашла про всякие воображаемые варианты, то в данном случае подойдёт только фрезеровка.

раскрыть ветку (3)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Литье в вакууме или микрогравитации не поможет? Я понимаю, что условия несколько фантастичны, но все же.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Ковка спасёт отца русской демократии)

0
Автор поста оценил этот комментарий

Чуть дополню - конечно вопрос в переменных напряжениях, которые образовываются при том или ином способе соединений. Если б автор немного глубже копнул, то написал бы что вся авиация - это литиевые сплавы, устойчивые к нагрузкам. Но есть нюансы. Поэтому детали садят на заклепки. Варить не варик - треснет. И самолёту песец или соус песто.  И так во замкнутая цепь.

1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

@Myp4ajlo, вас к телефону!

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Ответил)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Вас приветствует автоответчик, оставьте сообщение после сигнала.


*хуле хотел?*

9
Автор поста оценил этот комментарий

Идет испытание нового истребителя и каждый раз оваливаются крылья, дали задание конструкторам придумать как этого избежать. Утром один прибегает и кричит - надо вдоль всего разлома насверлить дырок - сделать перфорацию Сделали дерфорацию и правда - не отваливаются крылья, понаехало начальство и спрашивают изобретателя - как вам пришла эта мысль в голову? Инженер - сижу я в туалете, отрываю бумагу и ни разу по перфорации не оторвалась....

7
Автор поста оценил этот комментарий
Вот именно это основная причина. Только такое я всегда и видел вотумах статьях.
3
Автор поста оценил этот комментарий

Высокопрочные алюминиевые сплавы - а это силовой набор и несущая обшивка - сварке не поддаются. В общем-то и всё, варианты кончились.

раскрыть ветку (3)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Варятся - только в путь. Спроси у ракетостроителей.

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий

У них нагрузки другие, почти исключительно на сжатие

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Но и вибрация мощная.

2
Автор поста оценил этот комментарий
ЛЛГС
0
Автор поста оценил этот комментарий
Заклепка - самое ресурсное и дешевое (в сравнении с болтовым) соединение. Качество исполнения контролируется визуально ( в отличии от сварки, например).

Ключевых слов два - ресурсное и контролируется визуально.
0
Автор поста оценил этот комментарий
И небольшой вес
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку