工业之米，风险纽扣，国产飞机上的进口螺丝

自从莱特兄弟在1903年发明第一架飞机开始，飞机结构稳固性问题的研究和探讨就随之诞生。除了飞机结构方面的设计优化，飞机紧固件也扮演着重要的角色。

飞机紧固件（航空紧固件，这里主要说飞机）的作用是将飞机上的各个零部件连接组成一个整体，并保持结构整体的稳固性。螺丝也是飞机紧固件的重要成员之一。

工业之米虽小，地位却不容小觑

别看螺丝体积小，但其地位却不容小觑。《纽约时 》曾经发起过一项“人类纪元以来第二个千年的最佳工具”的评选活动，最终螺丝荣登榜首。

螺丝在工业领域被广泛运用，大到飞船、飞机，小到手机、桌椅，都离不开它的参与，所以又被称为“工业之米”。

那小小的螺丝在对于飞机来说有多重要呢？根据数据显示，波音747系列飞机大概共有600多万个零件，而这些零件中，紧固件的比例就占了一半。

因为螺丝问题而导致的飞行安全事故也不在少数——

如有专家分析川航3U8633迫降原因之一很可能是因为风挡玻璃螺丝不合格或安装时用力过猛，而导致风挡玻璃产生裂纹。最后脱落。

1979年5月25日，一班从芝加哥飞往洛杉矶的飞机因飞机维修人员不按流程操作导致螺丝金属疲劳，最后引起引擎与机翼间挂架断落，导致273人死亡，是美国历史上最严重的空难事件；

1990年6月10日，英国航空5390航班在从英国伯明翰起飞前往西班牙马拉加途中，驾驶舱左侧风挡玻璃脱落，机长蒂姆上半身被吸出驾驶室，幸好最后飞机成功迫降，机长本人也有惊无险。

2007年8月20日“华航”一架波音737－800型客机在冲绳那霸机场着陆后起火爆炸。经调查发现，飞机在起降时使用的机翼前缘襟翼的内部螺丝出现松动，刺穿了机翼内的油箱，燃料从破裂处经前缘襟翼缝隙大量流出，随后被引擎的高温引燃。

螺丝在飞机稳固中扮演着重要的角色，那它们是如何在飞机上发挥作用的呢？

螺丝，飞机的安全纽扣

螺丝作为飞机紧固件之一，将飞机上的众多零件连接起来组成一个整体，承载在零部件直径传递载荷、协调变形，加固并保持飞机结构的稳定性。

飞机上的螺丝主要包括螺栓和螺钉两种——

螺栓包括5种：通用螺栓、头部钻孔的发动机螺栓、仅公差螺栓、内六角螺栓和带槽扁圆头螺栓。

通用螺栓：一种具有六方头的螺栓，它广泛用于飞机结构装配，能承受拉伸和剪切载荷。

头部钻孔的发动机螺栓：加厚的螺栓头侧面开有打保险用的小穿心孔。它与机体螺栓具有相同的拉伸和剪切强度。 多用于发动机或振动环境严重的部位。

紧公差螺栓：螺栓光杆段的直径制造精度比通用型的高，直径误差在±0.005英寸（±0.0127mm）之间，又被称为高精度螺栓。应用于经常受冲击负荷需要紧密配合的部分。所以螺栓无法镀镉，需要做一定的防腐措施。

内六角螺栓：内六角螺栓主要用于承受拉伸和剪切复合应力的部位。在螺栓头上制有内六方孔，主要是用来插入内六方头扳手的；采用高强度钢制造，所以不能用AN螺栓代替内六方螺栓安装在飞机上。

带槽扁圆头螺栓：头部为圆头，圆头上有一字或十字槽，螺杆部分光杆与螺纹杆段之间一般都有一空刀槽。适用于仅承受剪切力而不承受拉伸力的部位，比如操纵系统中作为铰接点的轴销。

螺钉根据它的用途可以分为三种：机械螺钉、结构螺钉及自攻螺钉。

机械螺钉：常用在非结构件上，如轻小型机件以及齿轮箱盖板等铸铝件的装配。螺钉头端面的螺刀槽与结构螺钉的相同，其杆身为全螺纹杆段，螺纹有粗牙和细牙两种。

结构螺钉：由合金钢制成，其拉伸和剪切强度与同尺寸、材质的AN型螺栓相同，该型螺钉具有同尺寸螺栓完全相同的长度，钉杆身有光杆(无螺纹)段，螺纹为NF，螺杆的配合，精度也与AN型六角头螺栓同级，因此可作为结构螺栓来使用。

自攻螺钉：常用于薄金属板，塑料板等的紧固。它主要靠自身在装配孔里攻丝而紧固的。其头型有：扁圆头、100°埋头、大扁圆头等。

飞机的螺栓一般搭配预防松动的零件，如保险丝、开口销、保险片、保险螺杆等；还有外螺纹自锁、低温自锁螺帽和高温自锁螺帽等。

那飞机上的螺丝又是怎么拧紧安装的呢？

人工加固和机器加固两种方法，但目前出现了各式各样的自动化螺丝装配工具或者机器人。但后期的维修检查还是需要人工完成。

小螺丝上的大差距

飞机上的螺丝（紧固件）和民用螺丝有很多不同，主要是因为它的工作环境和要求更为苛刻——

飞机所用螺丝在冲击、震动、雨雪、潮湿、高温、高载荷等等环境下工作。

所以对于飞机螺丝的要求更高，它要可以承受高载荷且稳定，需要有良好的抗腐蚀能力还要保证使用足够的使用时间。

而且螺丝的状态会直接影响到飞机的使用安全、使用寿命和航司利润，所以对于螺丝的选择向来及其严格。

但高端螺丝的生产技术只掌握在比如美国美铝（Alcoa）公司、美国精铸（SPS）公司、法国里斯航天集团（Lisi Hi-shear）公司、美国波音（Boeing）公司等世界上较大的紧固件公司，以及美国Monogram公司、美国宾姆（PennEngineering）公司以及加拿大Interfast公司等专业性较强的公司。

比如咱们的自主国产飞机C919上选择的几乎都是进口的紧固件。这样选择主要考虑到——

①可以实现批量的高精度加工，公差小，表面光滑，同型号基本一致；

②材料质量优质；

③镀层质量高，耐腐蚀、高寿命；

这样才可以确保飞机能够达到预计的使用寿命，不会提前被市场淘汰。

高端的螺栓生产技术有四个技术特点：耐腐蚀、高强度、公差小和拧紧扭矩一致。其与中低端紧固件的价格也差很多，大约有4到10倍之多。

如此大的利润就差在螺栓的制作工序中。一个螺栓的成型则要经历四道程序：采购拉拔—冷镦成型—搓螺纹—螺栓表面处理。

尤其是在第二、三道程序，高性能的冷镦机基本掌握在荷兰、美国、日本以及德国手中；高精度的搓丝机和热处理技术欧美日也比较领先。这些技术基本处于垄断的状态。

其实高端的螺栓甚至是紧固件咱们也能做，所缺的就是足够的重视以及高精度的批量化生产能力。