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
28
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Также можно добавить, что сборка силовых элементов каркаса самолета на заклепках делает каркас ремонтопригодным на поврежденных участках. Просто (это как правило очень не просто и долго) расклепывается участок каркаса (будь то стрингер, шпангоут, обшивка) и меняется на новый методом все той же клепки.

Я опущу такую мелочь, как необходимость разобрать значительную часть самолета для доступа, обрабатывать металл антикоррозийкой, герметить швы и тд. Но это лирика, тут про заклепки говорят.

раскрыть ветку (28)
5
Автор поста оценил этот комментарий
Про ремонт
Самолёт поймал птичку, заменили шпангоуты,обшивку и дальше летает
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (6)
0
Автор поста оценил этот комментарий
И дополню про заклепки, я не слесарь, но если не ошибаюсь, то заклепок в современных самолётах мало, в основном это крепёж типа Hi Lok ( пример на видео, в ютубе такого много https://youtu.be/d_Fx0766n3k)
раскрыть ветку (5)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Слишком тяжёло для массового использования, клёпанное соединение легче

1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Hi-lok , ровно как и dzus соединения используются для легкосъемных панелей, которые нужно регулярно открывать/закрывать для инспекций агрегатов. Но таких панелей как правило не много и они закрывают в основном те агрегаты, которые требуют частой инспекции

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Насчёт дзюсов согласен, а вот хайлоками, насколько я помню, крепится обшивка к шпангоутам, так же пилон скреплён хайлоками
раскрыть ветку (1)
0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Вы правы! Я сказал хайлоки (пардон, оговорился) а имел в виду камлоки.

В основном камлоки используются на быстросъемных панелях внутри самолета, но бомбардье их также использует в наружнем доступе вне гермозон.

П.С. надеюсь простите за оговорку, я немного по вопросам кишкомотства а не структурщины

0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Так это те же болты по сути.

1
Автор поста оценил этот комментарий

Хех, я вспомнил байка про Су-47, у которого хитровыебанное композитное крыло, которое при малейших повреждения только менять целиком, так как не ремонтнопригодно вообще.

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий

ну сравнивать истребитель и пассажирский смысла нет)

0
Автор поста оценил этот комментарий
Есть такой спортивный самолёт су-26. У него пришлось ставить автоматическое катапультное кресло. Срабатывало в случае достижения самолётом определённой перегрузки, так как их крыло не выдерживало и ломалось, пилот отреагировать на малой высоте даже теоретически не успевал.
1
Автор поста оценил этот комментарий
Возникает закономерный вопрос, в наш век технологии, неужели ещё не изобрели пластиковый полимер, которым можно обшивку самолёта заменить и выиграть ещё туеву хучу веса при прочих равных?
раскрыть ветку (2)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Изобрели.

787, А350 мотаются из композита. Но это даже для буржуев дикие нанотехнологии, не говоря уж о нас.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Я про "доступные" технологии) видимо ещё рано)
0
Автор поста оценил этот комментарий

ага, особенно если помяли часть брюха при козлении =)

0
Автор поста оценил этот комментарий

А машины не клепают?? А то было бы удобно менять кусочки пазла в случае чего

раскрыть ветку (1)
0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Это было бы действительно удобно :) однако, установка каждой заклепки - это ручной труд. Тогда машины были бы "золотыми". Намного дешевле их штамповать через пресс-форму из здоровенного листового металла

0
Автор поста оценил этот комментарий

Как-то странно, а чем проблемно сделать выпил и дальнейшую сварку? Чем сложнее

раскрыть ветку (5)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Выпиливать надо не в одной детали а в обоих.
раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий

обеих =)

0
Автор поста оценил этот комментарий

Что?) Про обшивку пост, в каких деталях обшивки нужно,  при ремонте, пилить во всей общивке самолёта? Да если бы и во всей,  то чем сложнее спилить и заварить,  чем  раскрепать и склепать?

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Представь, что обшивка приварена к шпангоутам, повреждается же и то и другое.

Заклепки высверлил - шпангоут вынул. Неповрежденные листы остались на месте, их можно использовать дальше. Новый вставил, заклепал по старым отверстиям. Это очень технологично.

Чисто отрезать шпангоут от сварки - невозможно: там будут обязательно недоступные места, ты изрежешь не только шпангоут, но и обшивку - все, каюк, даже если не наксквозь. Простая царапина на обшивке - это потенциальный зачаток трещины.

Сварщик, который сможет варить алюминий в жопой кверху, в щелях и узких пространствах - это тоже уникальнейший специалист.

Клепка намного проще и технологичнее.

0
Автор поста оценил этот комментарий
Потому что нужно переделывать всю зону где проходила сварка, т.к в той зоне металл не имеет нужной структуры, но вагон локальных дефектов структуры. При переварке нам логично требуется не расширять зону сварки, что подразумевает обрез обоих деталей до зоны нормальной неперегретой от прошлой сварки. Обрез обоих деталей можно произвести только в пределах припусков технологических. В современных самолётах точность производства растёт, а следовательно размер припуска уменьшается, отсюда сварка в рискованных зонах ремонта(где хотябы каждый кап ремонт надо что-то сделать) становится невыгодной.
0
Автор поста оценил этот комментарий
На болтах эти операции наверно выглядели бы проще и дешевле
раскрыть ветку (5)
9
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Болтам еще и гайки с шайбами нужны, плюс они имеют свойство откручиваться, плюс контакт двух разных металлов развивают контактную коррозию, плюс неидеальная аэродинамика. Ну и самое главное - когда все хорошо, нахер не надо что-либо разбирать. А наличие болтов предполагает необходимость снимать хоть иногда.

Заклепки - дешево, сердито, прочно, малая масса, ну и самое главное - аэродинамика!

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Для аэродинамики есть потайные болты, а от раскручивания самоконтрящиеся гайки

раскрыть ветку (1)
10
Автор поста оценил этот комментарий
Вес конструкции вошёл в чат. Чтобы удалить его, облегчите самолет
5
Автор поста оценил этот комментарий
Болтовое соединение тяжелее при прочих равных
1
Автор поста оценил этот комментарий

Замена заклепок - тоже очень простая и технолгичная операция.

Я многие штуки, которые не предполагается разбирать оперативно, собираю на отрывных заклепках там где раньше использовал винты М3, М4.

Разбирается высверливанием даже быстрее чем ты будешь винт выкручивать. Собирается заклепочником - тоже.

Впрочем, те листы в самолетах, которые должны при обслуживании оперативно демонтироваться - собираются на специальном крепеже винтовом.

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку