飛機“皮膚”大揭秘

閆楚良

“皮膚”雖薄功能卻強大

飛機的“皮膚”——蒙皮，是飛機上用來維持外形的主要構(gòu)件，也承擔(dān)著一定的傳遞氣動載荷的作用。拿機翼來說，它內(nèi)部有支撐的骨架，外面有蒙皮，骨架、蒙皮以及接頭（用于將機翼上的載荷傳遞到機身上）是機翼的基本受力構(gòu)件。

在人體中，皮膚是面積最大的器官。蒙皮作為飛機的“皮膚”，面積也不小。由于“皮膚”暴露在外，需要直接與氣流接觸，因此，蒙皮的表面必須光滑、無劃痕。大多數(shù)飛機的蒙皮很薄，例如波音737飛機整個機身蒙皮最薄處僅1.02毫米。這么薄的“皮膚”能保證飛機的安全嗎？

在人體中，骨骼具有支撐身體、維持運動等作用。對飛機來說，承擔(dān)飛行中主要載荷的構(gòu)件是骨架。蒙皮的主要職責(zé)是維持飛機的氣動外形。

隨著航空科技的發(fā)展，如今飛機的骨架大多采用先進的合金材料，或者碳纖維等復(fù)合材料。如此一來，飛機就真正擁有了一副“鐵骨”。合金或復(fù)合材料不止用在飛機的骨架上，它們也被用來制作飛機蒙皮。有骨架做支撐，再加上蒙皮材料本身也足夠結(jié)實，飛機的安全就有了保障。

飛機“減重”有秘訣

現(xiàn)代飛機具有高速度、高機動性、高負(fù)載和遠(yuǎn)航程等性能需求，為了兼顧這些需求，飛機設(shè)計者想出了各種辦法，材料多元化就是突破口之一。

以蒙皮為例，雖然早期的飛機蒙皮簡單到以帆布為材料，但發(fā)展到二戰(zhàn)時期，就已經(jīng)是鋁合金占主流了。時至今日，鋁合金已經(jīng)成為低配的蒙皮材料，鈦合金或者復(fù)合材料才是部分高性能飛機享有的高端配置。

如果你仔細(xì)觀察飛機，會發(fā)現(xiàn)蒙皮是飛機上一個非?！岸嘧儭钡臉?gòu)件。在機翼上，它可以是平整的一大塊;在發(fā)動機上，蒙皮則需要卷成一個筒狀;到了機頭罩、翼尖等部位，變形就更復(fù)雜了。如此復(fù)雜的變形需求意味著蒙皮材料要具備更高的強度、剛度和穩(wěn)定性，復(fù)合材料恰恰可以滿足這些要求，最為重要的一點，它是飛機“減重”的秘訣。

飛機蒙皮的發(fā)展是科技進步的結(jié)果，也是航空人智慧的結(jié)晶。相信未來會有更多先進的材料應(yīng)用在飛機制造上，說不定未來的你也能在這個領(lǐng)域大展拳腳。