飞机机翼用胶粘,被人质疑说太草率,航空公司为何还纷纷效仿?
在普通人的印象中,像飞机这样穿梭于万米高空的庞然大物,高速运动时需要承受来自气流的强烈冲击。因此各个部件之间的连接,必须非常坚固牢靠,哪怕结构上有看似微不足道的缺陷,对飞机来说都将是灭顶之灾。
但是如果有人告诉你,上次你乘坐的飞机很可能是用胶粘接而成的,你会有什么感受呢?
很多人对胶黏剂都存在类似的误解,认为它和日常使用的胶水一样只能粘些纸张,远不如铆钉等机械固定的方式可靠。但事实并非如此,经过人类多年来的研发和改进,合成胶黏剂的强度和应用范围早已今非昔比。人类最先应用的胶
其实胶黏剂很早便出现在人类生活中了。原始社会时期人类面临严酷的生存环境,很多野生动物体格健壮,不仅难以捕获还常常攻击人类,于是祖先创造了武器,成功扭转人弱兽强的局面。
起初人们只是把尖锐的石块绑在木棍一端,用来突刺和击打动物,但这样的组合方式还不够牢固,时间一长容易松动。后来人们发现天然的煤焦油和树上分泌的树胶具有很强的粘结作用,就把它们填充在石块和木棍之间,使武器变得更具威力,这便是胶黏剂的最初应用。
糨糊是古人最容易获得的胶黏剂,只要把小麦或糯米加水熬煮粘稠,其中的淀粉和糊精就有了粘性,可以用来粘各种日常物件,用糨糊粘春联还是很多人儿时的过年记忆。另外在没有钢筋混凝土的古代,糨糊也是重要的建筑原料。
中国很多古建筑比如长城,之所以屹立千年不倒,就是因为使用了糯米砂浆,它的制作方法是将熬好的糯米糊加入石灰和砂石快速搅拌,即可拿来填充建筑物的砖石缝隙,这种粘合剂具有坚固耐腐蚀的优点,虽经千年而性质不变。生产飞机为什么用胶粘才是正道?
早在飞机诞生之初,机身和机翼确实都是用焊接和铆接的组接方式。但随着飞行时间的增加,金属疲劳的问题开始显现出来,也因此酿成不少事故。所谓金属疲劳,是指金属在持续受到循环外力作用的情况下,内部发生结构的改变,产生很多细小的裂纹,这些裂纹不断累积,机翼就会在某一时刻毫无预兆地突然断裂。
为了解决这一问题,二战时有些飞机生产厂家开始尝试使用黏合剂来组合飞机,而这在当时就引发了很大争议。许多人根本不相信依靠薄薄一层合成胶就能代替金属铆钉,都认为这是公司领导拍脑袋的草率决定,加之飞行事故频繁发生,更让人担心胶粘飞机的安全性。
可是当科学家对事故原因仔细调查之后,却发现金属材料的破坏才是飞机坠毁的元凶,而使用胶黏剂连接的部位虽然遭受落地冲击依然完好无损。
在大量事实面前,人们开始接受胶黏剂的独特优势,即依靠界面上每一个分子的共同参与,使物件之间相互吸引。相比于只有部分分子参与受力的铆钉来说,胶粘剂作用面积更大,组合而成的产品更加可靠耐用。因此直到今天,飞机主要构件基本上都是采用专用合成胶进行连接的。胶黏剂不仅能让飞机更加牢固,还能减轻重量节约能源,生产速度也更快。
合成胶改变人类生活
胶黏剂除了用于建筑以外,古人制作家具需要鱼鳔胶,制作弓箭需用到牛骨胶。但这些取材天然的胶黏剂数量总是有限的,随着近代化学工业的兴起,人类已经能够通过化学反应合成高分子材料,合成胶也就诞生了。
依据自然界普遍规律,分子量越大的物体的粘性也就越大,因此胶黏剂往往都是高分子材料。
我们日常生活中也常常用到合成胶黏剂,比如为人熟知的502速干胶是上个世纪中国科学院多年研究的成果,它的主要成分α-氰基丙烯酸乙酯,原本是小分子物质,一旦遇到氧气就会立即反应聚合为高分子化合物,将需要连接的物体紧密固定在一起。
此外胶黏剂也能用于医疗领域,比如阻止微小血管渗血的医用胶带,促进骨骼再生的医用胶等,我们平时工作学习用到的胶水胶棒就更不必说,合成胶可谓是便利人们生活的大功臣!
自从人类开始制造工具那天起,胶黏剂就变得必不可少。和焊接与铆接一样,胶黏剂也是把不同物体组合在一起,其本质并无优劣之分,只不过在飞机上,胶黏剂的特性更为合适而已。
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