【航空紧固连接专题2】在飞行汽车(eVTOL)产业中，紧固连接技术是否重要？
eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing)电动垂直起降飞行器，是一种新型的空中交通工具，可以在城市中实现点对点的运输。eVTOL的优势是不需要跑道，可以在任何平坦的地面起降，而且比传统的直升机更安静、更节能、更环保。eVTOL的应用场景包括城市空中出行、紧急救援、物流配送等，大家所理解的“飞行汽车”，可简单归类为各类eVTOL飞行器中的一种。
eVTOL的技术挑战主要有以下几个方面：能量密度、电机功率、控制系统、机械系统、法规政策。eVTOL的发展前景是充满机遇和挑战的，它有可能在未来几年重塑城市交通，并改变我们对飞机设计的传统看法。目前，全球已有260多个eVTOL的项目在进行中，其中一些已经成功上市或获得融资。预计到今年（2024年），eVTOL将开始在一些特定的场景中投入商业运营，如紧急救援等。到2040年，eVTOL的市场规模有望达到1.5万亿美元。
紧固连接技术，简单来说就是以保证预期连接性能、提升装备可靠性为目的，基于力学、材料学、摩擦学等理论，研究服役工况下紧固件、被连接件等在设计选型、制造、安装、服役运维等环节的相互作用的
具体事故为：飞机后应急逃生舱门固定螺栓松动，导致舱门在飞行途中掉落，机舱失压。后续美联航检修同型号客机，发现超过10架存在螺栓松动问题，近400架次航班取消。富国银行发表的报告将此次事件归咎于“波音737 Max 9存在严重质量问题”。
是波音的质量管理问题，还是紧固连接行业问题？
诚然，波音多家飞机被检查出螺栓松动，波音公司的质量管理水平绝对无法脱开关系。但波音事故、深圳欢乐谷过山车事故、各个车企因螺栓连接的大规模召回事件，均表明类似事件并非个例。据统计，每年因紧固连接松动、断裂问题导致的直接经济损失达数十亿美元以上。
上述事件的发生，是现今紧固连接行业现状导致的：设计校核标准落后、设计人员认知不足、装配人员水准低、专业教育资源匮乏，导致了连接系统的可靠性难以把控，整体装备存在安全隐患。
1. 设计校核标准落后。针对螺栓连接系统设计校核的研究，国内研究进度明显落后，目前国内无成熟可使用的螺栓设计选型标准。国外的螺栓连接结构设计校核手册主要有VDI 2230、DIN 25201、《BAC 5009M 螺栓和螺母的安装》、《SAE 1471A-2000》、NASA NSTS 08307《预紧力螺栓设计准则》、《OCT 100017-1989》标准和JIS B1083《螺栓紧固件紧固通则》等标准。在部分航空设计单位内，甚至仍然在沿用前苏联的设计方法。当然，国外这些设计校核手册虽然多，但其内容相比科学前沿研究仍有数十年差距，其核心仍然是为了满足快速手工计算需求，大量采用经验公式，大幅简化计算。
2. 设计人员认知不足。经过对众多行业的走访调研，我们发现，由于螺栓过于普遍、过于常见、应用过于广泛，导致航空航天、桥梁等行业的结构设计环节对连接系统设计的重视程度与认知不足。相当一部分结构强度从业人员甚至连基础的螺纹力学都不了解，在进行连接结构设计与螺栓选型时方法相当粗糙。
3. 装配人员水准低。即使在民航客机等高端装备的装配环节，仍然以人工紧固为主，工人的整体素质、装配水准不高，再加上螺栓预紧力的生成对摩擦系数、螺纹粗糙度等外部因素敏感，导致紧固连接系统的预紧力分散性较大，连接可靠性受到严重影响，无法满足高端装备的安全需求。
4. 专业教育资源匮乏。被称作“工业之米”的螺栓，在全国范围内没有任何一家高等院校设立专门的专业、开设相关课程，仅仅在《机械设计》教材中用几页篇幅做了简短的介绍。这导致国内紧固连接领域人才储备不足，设计人员、装配人员技术能力不足。
最后，我们可以回答标题中提出的问题：在飞行汽车(eVTOL)产业中，紧固连接技术是否重要？
从安全角度考虑，eVTOL产业中，紧固连接技术显然非常重要。并且，我们认为：
eVTOL对紧固连接系统的稳定性需求，要高于传统航空飞机。
可能许多读者非常不认同此观点。对于此，我们将在本专题下一节内容【航空紧固连接专题3】中作出详细解释。
