ผิวเครื่องบินเป็นองค์ประกอบการสร้างรูปร่างที่ห่อรอบกรอบของเครื่องบินทําหน้าที่เหมือน "ผิว" ของเครื่องบินมันมีบทบาทสําคัญในการรักษารูปร่างอากาศพลศาสตร์แบริ่งและสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยในการบินจากผิวผ้าที่เรียบง่ายในวันแรก ๆ ไปจนถึงวัสดุคอมโพสิตที่มีประสิทธิภาพสูงที่ทันสมัยประวัติการพัฒนาของมันไม่เพียง แต่เป็นจุลภาคของวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมการบินเท่านั้น แต่ยังเป็นภาพที่แท้จริงของความก้าวหน้าในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและกระบวนการผลิต

เครื่องขึ้นรูป

ศตวรรษแห่งการเปลี่ยนแปลงในวัสดุผิว

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เครื่องบินส่วนใหญ่ใช้การรวมกันของกรอบไม้และผิวผ้าใบความแน่นหนาของอากาศทําได้โดยการเคลือบผ้าสิ่งทอด้วยสีกันน้ําแม้ว่าผิวชนิดนี้จะมีน้ําหนักเบา แต่ก็สามารถรับแรงอากาศพลศาสตร์ได้ จํากัด เท่านั้นสงครามโลกครั้งที่หนึ่งทําให้เกิดความต้องการสําหรับเครื่องบินรบโลหะทั้งหมดเนื่องจากความแข็งแรงสูงและน้ําหนักต่ําอลูมิเนียมอัลลอยด์ค่อยๆแทนที่วัสดุผ้าและครอบงําการผลิตเครื่องบินตลอดสงครามโลกครั้งที่สองตัวอย่างเช่นเครื่องบินรบกระแสหลักในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองใช้โครงเหล็กกล้าไร้สนิมจับคู่กับผิวอลูมิเนียมอัลลอยรวมความแข็งแรงและความสามารถในการทํางาน

 

ผิวหนังของเครื่องบินธรรมดาที่ทันสมัยส่วนใหญ่ทําจากอลูมิเนียมและแมกนีเซียมที่มีความแข็งแรงสูงในขณะที่เครื่องบินประสิทธิภาพสูงใช้โลหะผสมไทเทเนียมและวัสดุคอมโพสิตอย่างกว้างขวางโลหะผสมไทเทเนียมถูกนํามาใช้ในเครื่องบินที่มีความเร็วในการบินเกิน Mach 2.5 เนื่องจากความต้านทานอุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมวัสดุคอมโพสิตซึ่งแสดงโดยลามิเนตเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และโครงสร้างแซนวิชรังผึ้งไม่เพียง แต่ลดน้ําหนักของลําตัว แต่ยังดูดซับคลื่นเรดาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อนตัว

 

ความก้าวหน้าในการออกแบบโครงสร้างและเทคโนโลยีการผลิต

ตามความต้องการของรูปร่างอากาศพลศาสตร์สกินเครื่องบินสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ความโค้งเดี่ยวความโค้งสองครั้งและรูปร่างที่ซับซ้อนในหมู่พวกเขาผิวสองความโค้งมักจะพบในพื้นที่เช่นจมูกและขอบชั้นนําของปีกและต้องใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปที่แม่นยําเพื่อให้บรรลุการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาประเทศจีนได้เอาชนะความยากลําบากในการประมวลผลผิวโค้งบางพิเศษตัวอย่างเช่น บริษัท ในมณฑลส่านซีได้พัฒนาอุปกรณ์กัดกระจกสองแกนห้าแกนแนวนอนขนาด 12 เมตรซึ่งสามารถดําเนินการประมวลผลที่แม่นยําสูงบนผิว "ฟิล์มโลหะ" ของเครื่องบินขนส่งขนาดใหญ่เช่น Y-20เทคโนโลยีนี้ควบคุมความหนาของผนังผ่านการวัดแบบปิดแบบเรียลไทม์แก้ปัญหาของการสูญเสียความถูกต้องที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปของวัสดุในกระบวนการแบบดั้งเดิม

 

นอกจากนี้เทคโนโลยีผิวซ่อนตัวได้กลายเป็นทิศทางหลักสําหรับเครื่องบินรบรุ่นใหม่เคลือบเรดาร์แบบดั้งเดิม - การดูดซับมีข้อบกพร่องเช่นน้ําหนักใหญ่และลอกง่ายสกินซ่อนตัวแบบมัลติสเปกตรัมใหม่ใช้เทคโนโลยี metamaterial เพื่อให้บรรลุการดูดซึมคลื่นเรดาร์แบบกว้างแบนด์ที่มีความหนาบางมากในขณะที่ตอบสนองความต้องการของความต้านทานอุณหภูมิสูงและน้ําหนักเบาเทคโนโลยีชนิดนี้ถูกนําไปใช้กับเครื่องบินรุ่นขั้นสูงบางรุ่นปรับปรุงความสามารถในการอยู่รอดในสนามรบอย่างมีนัยสําคัญ

 

การยกระดับอุตสาหกรรมและแนวโน้มในอนาคต

เพื่อตอบสนองความต้องการการผลิตขนาดใหญ่ของเครื่องบินพาณิชย์จีนกําลังเร่งการก่อสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมการผลิตผิวหนังในปี 2025 โครงการสายการผลิตผิวหนังเริ่มขึ้นที่ฐานการบินในเซินหยางครอบคลุมรุ่นเครื่องบินขนาดใหญ่ในประเทศเช่น C919 และ C929 โดยมีกําลังการผลิตต่อเดือน 16 ชุดเครื่องบินโครงการนี้ใช้อุปกรณ์ยืดที่พัฒนาขึ้นเองและกระบวนการอัตโนมัติส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของสกินเครื่องบินในประเทศจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตจํานวนมากและมีส่วนช่วยในการควบคุมตนเองของอุตสาหกรรมการบิน

 

ในอนาคตด้วยการพัฒนาอุปกรณ์ใหม่ ๆ เช่นโดรนและยานพาหนะไฮเปอร์โซนิคสกินเครื่องบินจะมีวิวัฒนาการไปสู่ "การรับรู้อัจฉริยะ" และ "การบูรณาการฟังก์ชั่น"ตัวอย่างเช่นสกินปรับตัวสามารถปรับสัณฐานวิทยาของพื้นผิวได้แบบเรียลไทม์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทํางานตามอากาศพลศาสตร์ในขณะที่สกินที่ฝังตัวด้วยเซ็นเซอร์สามารถตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างได้นวัตกรรมเหล่านี้จะขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้ของสกินเครื่องบินและกลายเป็นแรงผลักดันที่สําคัญสําหรับการยกระดับอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมการบิน