為什麼飛機外殼採用小塊拼接的方式？

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借這個題做一下科普吧，介紹一下飛機機身的結構。
機身的結構形式分以下幾類：

一．構架式機身

在早期的低速飛機上，機身的承力構架都做成四緣條的立體構架。

為了減小飛機的阻力，在承力構架外面，固定有整形用的隔框、桁條和布質蒙皮（或木製蒙皮），這些構件只承受局部空氣動力，不參加整個結構的受力。

機身的剪力、彎矩和扭矩全部由構架承受。

其中彎矩引起的軸向力，由構架的四根緣條承受；垂直方向的剪力由構架兩側的支柱和斜支柱（或各對張線）承受；水平方向的剪力由上、下平面內的支柱、斜支柱（或張線）承受；機身的扭矩，則由四個平面構架組成的立體結構承受。

構架式機身的抗扭剛度差，空氣動力性能不好，其內部容積也不易得到充分利用。

只有一些小型低速飛機機身採用構架式機身。

二．硬殼式機身

硬殼式機身採用框架、隔框形成機身的外形，而蒙皮承受主要的應力。

硬殼式機身結構沒有縱向加強件，因而蒙皮必須足夠強以維持機身的剛性。

其主要問題是重量較重，現代飛機較少採用這種結構。

三．半硬殼式機身

為了使機身結構的剛度能滿足飛行速度日益增大的要求，需要使蒙皮參加整個結構的受力。因此，目前的機身結構，廣泛採用了金屬蒙皮，並且將蒙皮與隔框、大梁、桁條牢固地鉚接起來，成為一個受力的整體，通常稱為半硬殼式機身。

在半硬殼式機身中，大梁和桁條用來承受彎矩引起的軸向力；蒙皮除了要不同程度地承受軸向力外，還要承受全部剪力和扭矩；隔框用來保持機身的外形和承受局部空氣動力，此外，還要承受各部件傳來的集中載荷，並將這些載荷分散地傳給蒙皮。

1. 桁梁式機身

桁梁式機身由幾根較強的大梁、較弱的桁條、較薄的蒙皮和隔框組成。機身彎曲時，彎矩引起的軸向力主要由大梁承受。蒙皮和桁條組成的壁板，截面積較小，受壓穩定性較差，只能承受一小部分彎矩引起的軸向力。桁梁式機身，由於採用了較強的大梁，因而可以開大的艙口而不會顯著地降低結構的強度和剛度。

2. 桁條式機身

桁條式機身的桁條和蒙皮較強，受壓穩定性好，彎矩引起的軸向力全部由上、下部的蒙皮和桁條組成的壁板受拉、壓來承受。
由於蒙皮加厚，改善了機身的空氣動力性能，增大了機身結構的抗扭剛度，所以與桁梁式機身相比，它更適用於較高速飛機。此外，桁條式機身的蒙皮和桁條，在結構受力中能夠得到充分利用。但是，這種機身由於沒有強有力的大梁，不宜開大的艙口，如果要開口，應必須在開口部位用專門構件加強。桁條式機身各構件受力比較均勻，傳遞載荷時必須採取分散傳遞的方法，因而機身各段之間都用很多接頭來連接。

現在常見的殲擊機基本都是半硬殼式結構中的桁梁式，民航機型基本都屬於半硬殼式結構中的桁條式。
參考：
http://wenku.baidu.com/view/c5ec0cd4b9f3f90f76c61be8.html
http://baike.baidu.com/view/524381.htm

主要原因有兩個：

1、加工製造方便。目前飛機製造普遍採取分段製造，然後整體拼接的方式，因此外蒙皮必須沿飛機縱向分成一段段製造，而對於圓周方向如果採取單塊彎曲成型難以保證與飛機框架完全貼合，同時如果單塊蒙皮彎曲的彎度過大，將導致加工變形過程中殘餘應力過大，容易引起應力腐蝕和疲勞強度下降，通常單塊蒙皮彎曲程度不宜大於120度，所以現代民航機的蒙皮沿縱向單塊一般不超過10米，沿周向不超過弧度100度。

2、現代飛機結構設計普遍採取損傷容限設計，對於飛機結構強度不僅要求足夠的強度安全余度，還要求飛機結構對損傷有一定的承受能力，即局部區域的損傷能夠在一定時間內控制其擴展範圍，從而保證在規定的檢查周期內整體結構強度不至於下降到安全標準以下。為了實現這一目的，機體重要結構都必須設計備份傳力結構，相鄰區域應設計止裂帶或止裂孔等，蒙皮分塊可以保證單塊蒙皮出現損傷後，損傷區域局限於此蒙皮而不至於造成連鎖反應導致飛機結構整體損傷。

請替我們修飛機的人考慮一下好么？

工作原因，簡單說說戰鬥機吧
1.蒙皮下面是各種介面，沖氧、沖氮、加油、冷氣……
2.蒙皮下面是各種設備倉，各種導航系統、各種系統……
3.蒙皮下面是各種插頭介面，供電系統、油泵系統、照明系統……
4.由於飛機機體空間極其有限，所以決定了其必須在機體各個位置留有開口，方便地面調試維護
5.戰鬥機是作戰用的，戰時或者訓練哪裡壞了方便打開及時串件

主要基於破損安全思想，其他的也可以算是原因，但不是主要原因。簡單來說，是蒙皮都可能壞掉，比如腐蝕了，雷擊了，鳥擊了，這時候如果是一大塊，在高速氣流與機身內外壓差作用下，蒙皮破損處會迅速擴大，想像一下你撕一塊布，先撕一個縫，然後一大塊就這樣撕開了，蒙皮也是這樣，它很容易被撕裂，一大塊蒙皮撕裂之後飛機會如何，腦補吧。但是由各種損傷引起的撕裂又不能完全避免，怎麼辦呢-盡量減小撕裂的延續，讓它處於可控的狀態，於是蒙皮小塊小塊的用鉚釘拼接起來，當損傷在一塊蒙皮產生之後，即使撕裂產生並延續，也將在這塊蒙皮與其它蒙皮的鉚接處被停止，這樣就防止了更大的損傷，也就是即使有了破損也能保證飛機其它部分以及整體的安全，即破損安全。瞎猜的，別當真：)

可能提主有一些誤解，看到很多類似於縫合補丁痕迹就以為飛機是由一小塊一小塊拼成的。其實不然，第一，很多鉚釘都是連接飛機骨架，框架和線條。第二，為了接近飛機零部件為了維修考慮的蓋板。第三，為了加工製造需要而細分的組件，機身和機翼前端交界處。其實，飛機的蒙皮的尺寸都比較大，以鋁鎂合金為例，波音737上最大的尺寸是一個12平左右的……

首先要清楚飛機蒙皮肯定不能是一大塊的必然要用各種連接方式連接起來然後我們來看各種連接方式要想把兩個分離的金屬連接起來所能採用的方法不外乎有以下幾種：

1、鉚接

2、焊接

3、膠接

4、螺栓連接

膠接接頭的強度是不能滿足飛機蒙皮強度要求的，而在蒙皮連接中使用螺栓連接是不合理的

那麼剩下的就是鉚接和焊接兩種方法

焊接接頭的優點有

1、連接效率高

2、水密性和氣密性好

3、重量輕

4、成本低、製造周期短

5、厚度不受限制

看起來很不錯對吧

但是飛機蒙皮受到的應力狀態是很複雜的這時候焊接結構的缺點

1、應力集中變化範圍大

2、有較大的應力和變形

3、有較大的性能不均勻性，且對材料敏感

4、焊接接頭的整體性導致止裂困難

5、焊接接頭缺陷難以避免,具有隱蔽性，並且缺乏可靠的令人滿意的無損探傷方法

飛機蒙皮一般都是鋁材而鋁材的薄板焊接又十分困難同時為了保證接頭的性能又要進行大量的檢測工作焊接時產生的應力又要通過大量的後處理來減弱這樣就產生了大量的問題

同時因為材料焊接達到了原子層面的結合所以止裂性能極差而飛機蒙皮的破損在正常情況下都是疲勞裂紋此時焊接結構止裂困難將會導致嚴重後果

所以只能採用鉚接結構鉚接

（1）鉚接結構有較高的止裂性。如果在鉚接結構上發生局部斷裂，裂紋擴展到鉚接接頭時，就不能再繼續擴展。而如果在焊接結構上發生局部斷裂，裂紋可以穿過焊縫擴展到另外部分導致結構整體破壞。

（2）鉚接接頭比焊接接頭的剛度小，有較大的退讓性（或稱柔性）。在承受衝擊力時，能吸收一定的能量，有緩衝作用。當結構在載荷的作用下發生變形時，可以減少因接頭剛度大而引起的局部應力。

（3）鉚接接頭的應力集中係數比某些焊接接頭的應力集中係數低，對疲勞強度有利。

（4）鉚接接頭在結構中形成的內應力比焊接結構的內應力低，而焊接接頭的內應力往往達到材料的屈服極限。

綜上飛機蒙皮採用鉚接接頭

其實這點在空中浩劫中有提到的- -

個人一點兒愚見：①現有鋁合金(2024,7075)製造技術不可能生產完整的一大段機身蒙皮，所以必須和隔框、長桁進行鉚接。②蒙皮都會有化銑設計，刻意地將它做成厚度不均勻的塊狀，主要是為了破損安全設計，也就是在蒙皮在重複交變載荷產生裂紋之後阻止裂紋進一步擴展。即使損失一部分蒙皮結構也能保持整體的穩定性，不會大面積解體。

我也覺得題主的意思可能是，看到蒙皮上的鉚釘形成的一個一個方塊。那個不是一塊一塊的蒙皮哦，只是一大張皮上面被隔框和桁條的鉚釘分隔開的噢。

因為沒法造出一片那麼大的啊！！！！

以防止一旦出事，若人掉進海里可以保證一人一塊

大概爆炸的時候想看天女散花的效果吧

難道不是因為方便熱脹冷縮嘛？

我記得一塊一塊是防斷裂板，即使破損了一塊，也會只撕裂這一塊，防止破口過大，乘客被吸出機體。

你家汽車也是小塊拼接的。
原因很簡單，一是為了開門（不只是登機門，還有各種檢修窗口）。
二是為了方便更換，你家車保險杠劃掉漆了，維修不需要連著翼子板和車頂拆下來。
三是為了方便生產。生產廠商不需要巨大的模具來製造板件，也不需要在同一個零件上加工太多的複雜曲線。

這個問題，我也想知道

壞了不用全換～

能保障強度的前提下，選最省錢的那個方案唄

因為蒙皮單塊製造面積沒法太大，而且維修性也比較好，但是目前航空業有使用整體複合材料鋪層熱壓罐出來的。

不一定都是拼接的，一些運動特技機就是一體式複合材料的

因為製造的時候蒙皮是沿著龍骨鋪的，龍骨是一道一道的，所以蒙皮就是一塊一塊的

從事行業和飛機沾點邊,個人觀點
1. 加工方便,外殼整體加工困難.
2.裝配方便
3.以上2點都涉及零件強度,這就談到力學的範疇了.
4.以上觀點純屬胡扯,大家補充

現在的技術沒辦法一次成型，事實上，塊數越多，介面越多，對於飛機來說安全隱患越大，現在追求一體化製造技術。

因為沒有辦法把一大整塊的飛機外殼加工～即使有成本也太高