Соединение с помощью заклепок

Летательные аппараты работают в условиях повышенных механических нагрузок, агрессивной окружающей среды и невозможности оперативного ремонта внешних конструкций во время полета. Любая незначительная поломка может стать началом цепочки событий, ведущих к материальным потерям и даже человеческим жертвам. Поэтому требования к авиационным деталям значительно превышают требования к деталям, применяемым в других отраслях индустрии. Перечень этих требований формализован в отраслевых стандартах семейства ОСТ 1.

Поэтому заклепка ОСТ 1 имеет ряд отличий от крепежа, применяемого в остальных отраслях производства.

Особенности соединения заклепками

Соединение заклепками представляет собой неразъемное соединение деталей с помощью металлического крепежа, имеющего форму металлической трубы или стержня. Такой тип соединения позволяет обеспечить надежное соединение при вибрационных и ударных нагрузках и замедляет распространение трещин в материале, поэтому он традиционно применяется в авиации для нагруженных конструкций планера.

Отраслевые стандарты авиастроения ОСТ 1 разрешают применение в авиации таких конструктивных типов заклепок:

• пустотелые;
• цельные с плоско-скругленной или потайной головкой;
• заклепки высокого сопротивления.

Выбор именно этих конструкций обусловлен комплексом прочностных, технологических и аэродинамических требований. Отдельные ОСТ 1 содержат в себе требования к размерам заклепочного соединения разной конструкции и диаметра. Так, в ОСТ 1 11296-74 приведена схема готового клепаного соединения с плоско-скругленной головкой и сердечником, допустимого в авиации.

На этой схеме параметры S и H выбираются согласно приведенной в ОСТ 1 11296-74 таблице типоразмеров. Подобные требования и схемы разработаны для всех применяемых в авиации видов клепаных соединений.

Также стандарты серии ОСТ 1 регламентируют материалы, которые могут быть использованы для изготовления заклепок и другого крепежа.

Какие металлы применяются для авиационных заклепок

Согласно требованиям стандартов семейства ОСТ 1, используемые для производства заклепок и другого авиационного крепежа материалы должны одновременно обладать такими свойствами:

• Легкость – общая масса крепежа в современных самолетах достигает сотен тонн, поэтому каждый отдельный элемент должен быть максимально легким.
• Механическая прочность – значения твердости и пределов прочности на кручение и срез должны быть как можно выше.
• Химическая стойкость – материал должен быть устойчив к коррозии.
• Доступность – материал должен подходить для крупносерийного производства, так как количество заклепок на 1 самолет может достигать 1–2 миллионов.

Всем этим требованиям отвечают такие классы материалов:

• Углеродистые стали марок 10, 20, 45 и А12.
• Многие марки легированных конструкционных сталей (в том числе коррозионно-стойкие и жаропрочные).
• Авиационные алюминиевые сплавы, включая дюралюминий.
• Латунь марок Л59-1, Л63, а также антимагнитная модификация латуни этих марок.
• Титан и его сплавы.
• Медь марок М2 и М3М.