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喷气时代航空安全:金属疲劳

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金属疲劳被德哈维兰彗星飞机的设计选择所加剧,最终导致了灾难性的失效。现代飞机仍然面临着这个问题。

毫不夸张地说,现代客机几乎完全依赖金属来构建其结构。所有金属都会在一定程度上发生疲劳。疲劳发生在重复加载导致结构逐渐损坏和裂纹扩展时。一旦疲劳裂纹开始,它将在每个加载循环中都会略微扩展。裂纹将继续扩展,直到达到临界尺寸,此时它将迅速扩展,导致结构完全断裂。由于疲劳的危险性,引入了失效安全的概念。失效安全是辅助结构,在主结构失效时会承载载荷。不幸的是,它通常比主结构弱,并且如果要避免灾难,只提供了很短的时间窗口来发现失效。

自第一架喷气式客机升空以来,一直发生着与金属疲劳相关的事故。它们都至少具有以下特征之一:设计缺陷、维护缺陷或维修不足。不幸的是,整个行业似乎没有吸取教训,疲劳诱发的事故仍然以令人恐惧的规律性发生。因此,对于金属结构的飞机来说,警惕的维护是唯一的解决方案。

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