飞机“皮肤”的发展历程

王工

飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外的维形部件，可以看作是飞机的“皮肤”，是飞机气动结构的重要部分。

早期的飞机使用的是木质骨架帆皮蒙布，将纺织布包裹在飞机木质或是金属的结构上，再涂上不透水、不透气的材料，由于结构轻盈，受天气的影响很大。

▲莱特兄弟制造的飞机

一战开始后，各国开始全金属战机的研制，这也催动了飞机蒙皮由布制向金属材料转变。发展至二战，虽然仍有部分布制蒙皮的飞机在使用，但金属战机基本已经成为了当时的主流，使用不锈钢骨架和铝合金蒙皮。

▲《丁丁历险记》中的苏联米格-3战斗机

王工

发展至今，现在我们所熟悉的常规飞机的蒙皮材料主要采用高强铝、镁合金，某些高性能飞机采用钛合金或复合材料。

▲A380的机身上蒙皮壁板由铝合金和玻璃纤维构成的复合材料构成，具有良好的拉伸抗疲劳性能。

按照外形特点，飞机蒙皮可分为单曲度蒙皮、双曲度蒙皮和复杂形状蒙皮。

单曲度蒙皮多用于飞机的机翼、机身等剖面结构上，这类蒙皮只在一个方向上有曲度，形式较简单。

飞机的大部分进气道、零件等都属于双曲度蒙皮，在两个方向上都有拉形。

复杂形状蒙皮即形状不规整的蒙皮，多见于翼尖、整流包皮、机头罩这样的结构。

飞机的蒙皮一般使用铆接而不是焊接，这是因为飞机使用的合金材料在焊接性能差，容易出现气泡和不平，长时间处于振动环境中反而会危害飞机的安全。虽然也有相关技术能够做到合金材料的焊接，但工艺复杂，难以保证稳定性。

此外使用铆接的还有一个原因就是维修更换也更方便，飞机体量很大，如果动不动就要拆开整架飞机进行维修太过麻烦了，通过铆接只要直接把有问题的部位拆下来即可，不用破坏整架飞机的结构。

▲飞机表面蒙皮进行检测

王工

飞机的蒙皮需时时注意损伤修理，蒙皮破损会导致飞机良好的气动性能被破坏，损伤部位强度下降，以至于危及飞行安全。对于出现破损凹陷的蒙皮部位要及时更换修补。除此之外，飞机蒙皮还会受到腐蚀损伤，需要在外涂上保护层，必要时还会采用金属涂镀层、表面处理以及阴极保护等专业技术进行腐蚀防护。