王榮 陳雷鳴 史慶起

氣彈簧這個(gè)東西，你可能沒聽過，但一定見過，例如汽車上用來支撐引擎蓋和后備箱的金屬桿，或是櫥柜門打開時(shí)用來支撐柜門的裝置等。氣彈簧在飛機(jī)上的應(yīng)用也非常廣泛。

柜櫥門上使用的氣彈簧

氣彈簧的“慢性子”

氣彈簧具有支撐、緩沖、制動以及調(diào)節(jié)高度和角度等功能，根據(jù)它的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域的不同，氣彈簧又被稱為支撐桿、氣壓棒等。

與普通彈簧相比，氣彈簧具有在工作過程中打開或閉合速度相對緩慢、彈性變化和緩、容易控制等特點(diǎn)，在汽車、航空、醫(yī)療器械、家具、機(jī)械制造等很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。

無論是常見的螺旋形普通彈簧還是氣彈簧，都要具備以下幾個(gè)能力：在外力作用下發(fā)生形變、在外力卸載后恢復(fù)原狀；長期重復(fù)使用，仍能保持性能不衰退的抗疲勞性、耐腐蝕性以及一定的剛度和支撐力。

給彈簧充氣

氣彈簧主要由活塞桿、活塞、密封導(dǎo)向套、氣體填充物、缸體、接頭等部分組成。

在制造氣彈簧的過程中，充氣是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)：通過給密閉的缸體內(nèi)充入氣體，使缸體內(nèi)的壓力高于大氣壓的幾倍或者幾十倍，進(jìn)而利用活塞兩端的壓力差，讓活塞桿實(shí)現(xiàn)自由運(yùn)動。

按需設(shè)計(jì)

在飛機(jī)上，氣彈簧主要用在雷達(dá)罩、口蓋、艙門等部位。其力值、伸展長度、工作行程、兩端的接頭形式等，都可以根據(jù)實(shí)際使用需求訂制。

例如，用在飛機(jī)艙門上的氣彈簧，可以為艙門提供開啟力和支撐力，以及通過壓縮氣體助力艙門關(guān)閉。而艙門的大小、輕重、使用環(huán)境等都是影響氣彈簧設(shè)計(jì)的重要因素，工程師會根據(jù)艙門的具體參數(shù)按需設(shè)計(jì)。

氣彈簧中的力學(xué)

氣彈簧主要以缸體內(nèi)的壓縮氣體為介質(zhì)，通過氣體的壓縮膨脹力來推動活塞桿工作，其使用壽命以其可以完全伸縮的次數(shù)來計(jì)算，通常為5～8萬次。

在整個(gè)工作行程中，氣彈簧的壓縮行程與力值變化呈等比例關(guān)系——當(dāng)活塞桿向缸筒內(nèi)壓縮時(shí)，缸筒內(nèi)的氣體被壓縮，壓力會升高，作用到活塞桿上的推力也會相應(yīng)增加，一般可達(dá)到原來的1.3倍。

若有機(jī)會參觀航展，不妨去找一找，看哪里藏著這種神奇的氣彈簧吧！

（責(zé)任編輯 / 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游）