Kodėl vietoje suvirinimo ir varžtų aviacijoje naudojamos senamadiškos kniedės? O kaip dėl anglies pluošto? (Foto) ()
Ar kada susimąstėte, kas padeda lėktuvui išlikti vientisu keliaujant dideliu greičiu? Pažvelkime atidžiau į kai kuriuos veiksnius, kodėl lėktuvai yra kniedyti, o ne suvirinti ar susukti varžtais.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Nuo „Airbus A330“ iki „Boeing 787“ praktiškai visi komerciniai orlaiviai gaminami su kniedytomis jungtimis, o ne suvirintomis jungtimis. Yra įvairių tipų kniedžių. Tačiau jos visos naudojamos visam laikui sujungti du komponentus. Suvirinimas taip pat gali būti naudojamas dviejų komponentų sujungimui.
Nors suvirinimas yra veiksmingas būdas sujungti medžiagas, kniedės turi keletą pranašumų orlaivių pramonėje, pavyzdžiui, paprastas tikrinimas, priežiūra ir pakartojamumas.
Kai kniedės buvo išrastos pirmą kartą, jos buvo kaltos rankomis, pirmoji mašina, galinti gaminti plienines kniedes, buvo išrasta 1836 m., o kniedės buvo pradėtos naudoti lėktuvuose XX amžiaus 2-ajame ir 4-ajame dešimtmetyje. Nors kniedžių technologija gali atrodyti paprasta, ji turi daug unikalių pranašumų, todėl puikiai tinka orlaivių dizainui.
Kodėl lėktuvai yra kniedyti, o ne suvirinti?
Yra keletas pagrindinių priežasčių, kodėl lėktuvų gamyboje vietoj suvirinimo siūlių naudojamos kniedės. Pirmoji priežastis būtų ta, kad kniedės yra stipresnės nei suvirinimo taškai.
Kadangi dauguma šiuolaikinių lėktuvų yra pagaminti iš aliuminio, suvirinimas nėra geriausias sujungimo variantas, nes kaitinamas aliuminis susilpnėja. Kita pagrindinė priežastis, kodėl inžinieriai mėgsta naudoti kniedes, o ne suvirinimo siūles, yra ta, kad kniedžių taškus lengviau patikrinti nei suvirinimo taškus.
Aliuminis netoleruoja karščio
Ar galite suvirinti du aliuminio gabalus? Žinoma, galite su TIG suvirinimo aparatu. Tačiau reikia pažymėti, kad norint padaryti gerą suvirinimą iš dviejų aliuminio gabalų, reikia nemažai įgūdžių.
Viena iš priežasčių, kodėl lėktuvai gaminami su kniedytomis jungtimis, o ne suvirintomis jungtimis, yra ta, kad jų konstrukcijose naudojamos aliuminio medžiagos netoleruoja karščio. Dauguma komercinių orlaivių yra suprojektuoti su aliuminio korpusu.
Aliuminis ne tik yra nebrangus ir lengvai prieinamas; jis taip pat lengvas. Lėktuvų kėbulams konstruoti naudodamos aliuminį, aviacijos ir kosmoso gamybos įmonės gali sukurti lengvesnius orlaivius, kurie taupo degalus nei jų kolegos iš kitų metalų. Tačiau aliuminis tampa silpnesnis, kai yra veikiamas šilumos, įskaitant suvirinimo šilumą, todėl dauguma aviacijos ir kosmoso gamybos įmonių renkasi jungtis jungti kniedėmis.
Kniedytos jungtys yra tvirtesnės
Didžiausias privalumas naudojant kniedytas jungtis orlaivyje yra tai, kad jos yra tvirtesnės ir patvaresnės nei suvirintos jungtys. Kai du komponentai suvirinami kartu, sujungiama tik jų išorė. Kita vertus, naudojant kniedę abu komponentai sujungiami iš vidaus, todėl jungtis yra tvirtesnė ir patvaresnė. Tai ypač svarbu orlaiviams, nes skrendant 850 km per valandą greičiu 9 000 m virš jūros lygio, orlaivio konstrukcija patiria didelį stresą.
Kniedytas jungtis lengviau apžiūrėti
Kniedytas jungtis taip pat lengviau patikrinti nei suvirintas. Tereikia greitai vizualiai apžiūrėti kniedytas jungtis, kad įsitikintumėte, jog abi sujungtos dalys yra saugios. Naudojant suvirintą jungtį, sujungtoms sudedamosioms dalims patikrinti turi būti naudojama mašina arba prietaisas. Nėra lengvo ar veiksmingo būdo vizualiai apžiūrėti suvirintą jungtį. Todėl aviacijos ir kosmoso gamybos įmonės naudoja kniedytas jungtis, kad supaprastintų savo orlaivių gamybos ir priežiūros procesą.
Net ir su kniedytomis jungtimis kai kuriuose komerciniuose orlaiviuose vis dar yra keletas suvirintų komponentų. Tačiau svarbiausioms orlaivio korpuso sudedamosioms dalims pirmenybė teikiama kniedėms, nes jos gali atlaikyti didžiulį įtempimą nesulaužant ar kitaip nepažeidžiant. Tai saugesnis ir efektyvesnis būdas aviacijos ir kosmoso gamybos įmonėms kurti orlaivius.
Orlaivio kniedžių įvairovė
Kaip ir visi kiti orlaivio komponentai, naudojamos kniedės turi būti pagamintos pagal specifikacijas, siekiant užtikrinti, kad jos atlaikytų apkrovą. Įprastos naudojamos kniedės:
- 5056
- 2117-T
- 2024-T
- 2017-T
- 1100
Tai yra penkių rūšių kniedės, kurios yra lengvai prieinamos ir gali būti naudojamos orlaiviuose. Paprastai jos yra pagamintos iš aliuminio lydinio, kaip ir lėktuvo korpusas; lengvo plieno kniedės taip pat naudojamos plieninėms dalims lėktuve sujungti, taip pat 5056 kniedės, pagamintos iš magnio lydinio, atsparios korozijai.
Kodėl orlaiviui surinkti nenaudojamai varžtai?
Taigi, kodėl ne varžtai, o kniedės? Svarbiausia priežastis, kodėl vietoj varžtų naudojamos kniedės, yra ta, kad kniedės daug geriau atlaiko vibraciją. Sumontavus kniedę, ji išsiplečia ir užpildo skylę.
Įdėjus varžtą, jis įsukamas ir sriegiais įsikimba į metalo šonus, kurie gali lengvai atsilaisvinti nuo nuolatinės vibracijos dideliu greičiu. Kniedės taip pat yra žymiai lengvesnės nei varžtai, todėl jos yra puikus pasirinkimas orlaivių surinkimui.
Kodėl ne anglies pluoštas?
Anglies pluošto naudojimas yra dar vienas svarbus dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį kalbant apie orlaivių gamybą. Atradę nanovamzdelius ir nuolat gerėjant kompozitinių medžiagų naudojimo kokybei, orlaivių gamintojai pradeda vis labiau pasikliauti anglies pluoštu, kad suteiktų konstrukcijai papildomo tvirtumo ir kartu sumažintų svorį.
Anglies pluoštas yra penkis kartus stipresnis už plieną ir sveria perpus mažiau. Šiuolaikiniai lėktuvai, tokie kaip „Boeing Dreamliner“, yra pagaminti iš 50 % kompozicinių medžiagų. Viskas – nuo korpuso dalių iki menčių – pagaminta iš šios itin futuristinės medžiagos, kuri keičia pasaulio skraidymo būdą.
Ar anglies pluoštą galima kniedyti?
Techniškai taip, galite, bet tai tik šiek tiek apsunkina dalykus. Vietoj aliuminio kniedžių būtina naudoti titaną, nes aliuminis susilpnėja anglies pluošto viduje.
Be to, gręžiant skylutes anglies pluošte gali susidaryti silpnoji vieta, todėl pluošto storis turi būti storesnis dvigubai, kad būtų kompensuojamos padarytos perforacijos.
