آیا میدانستید کهآلومینیوم75 تا 80 درصد یک هواپیمای مدرن را تشکیل می دهد؟!
تاریخچه آلومینیوم در صنعت هوافضا به گذشته برمی گردد. در واقع آلومینیوم قبل از اختراع هواپیما در هوانوردی مورد استفاده قرار می گرفت. در اواخر قرن نوزدهم، کنت فردیناند زپلین از آلومینیوم برای ساخت قاب کشتی‌های هوایی معروف خود استفاده کرد.
آلومینیوم برای ساخت هواپیما ایده آل است زیرا سبک و قوی است. آلومینیوم تقریباً یک سوم وزن فولاد است که به هواپیما اجازه می دهد وزن بیشتری را حمل کند و یا مصرف سوخت بیشتری داشته باشد. علاوه بر این، مقاومت بالای آلومینیوم در برابر خوردگی، ایمنی هواپیما و مسافران آن را تضمین می کند.
درجات متداول آلومینیوم هوافضا
2024- معمولا در پوسته های هواپیما، روپوش ها، سازه های هواپیما استفاده می شود. همچنین برای تعمیر و بازسازی استفاده می شود.
3003– این ورق آلومینیومی به طور گسترده برای روکش و آبکاری بافل استفاده می شود.
5052- معمولا برای ساخت مخازن سوخت استفاده می شود. 5052 مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد (به ویژه در کاربردهای دریایی).
6061- معمولاً برای تشک های فرود هواپیما و بسیاری دیگر از کاربردهای نهایی ساختاری غیرهوایی استفاده می شود.
7075- معمولا برای تقویت سازه های هواپیما استفاده می شود. 7075 یک آلیاژ با مقاومت بالا و یکی از رایج ترین گریدهای مورد استفاده در صنعت هوانوردی (بعد از سال 2024) است.
تاریخچه آلومینیوم در صنعت هوافضا
برادران رایت
در 17 دسامبر 1903، برادران رایت اولین پرواز انسانی در جهان را با هواپیمای خود به نام رایت فلایر انجام دادند.
بروشور رایت برادر رایت
در آن زمان، موتورهای خودرو بسیار سنگین بودند و قدرت کافی برای رسیدن به پرواز را نداشتند، بنابراین برادران رایت موتور خاصی ساختند که در آن بلوک سیلندر و سایر قطعات از آلومینیوم ساخته شده بود.
از آنجایی که آلومینیوم به طور گسترده در دسترس نبود و بسیار گران بود، خود هواپیما از یک قاب صنوبر سیتکا و بامبو پوشیده شده با بوم ساخته شد. با توجه به سرعت هوای کم و توانایی محدود تولید بالابر هواپیما، حفظ وزن بسیار سبک قاب ضروری بود و چوب تنها ماده ممکن بود که به اندازه کافی سبک برای پرواز باشد، در عین حال به اندازه کافی قوی برای حمل بار مورد نیاز بود.
بیش از یک دهه طول می کشد تا استفاده از آلومینیوم گسترده تر شود.
جنگ جهانی اول
هواپیماهای چوبی در اولین روزهای هوانوردی نشان خود را نشان دادند، اما در طول جنگ جهانی اول، آلومینیوم سبک وزن به عنوان جزء ضروری برای ساخت هوافضا جایگزین چوب شد.
در سال 1915 طراح هواپیمای آلمانی هوگو یونکرز اولین هواپیمای تمام فلزی جهان را ساخت. تک هواپیمای Junkers J 1. بدنه آن از آلیاژ آلومینیوم که شامل مس، منیزیم و منگنز بود ساخته شده بود.
Junkers J 1
عصر طلایی هوانوردی
دوره بین جنگ جهانی اول و جنگ جهانی دوم به عنوان عصر طلایی هوانوردی شناخته شد
در طول دهه 1920، آمریکایی ها و اروپایی ها در مسابقات هواپیما با هم رقابت می کردند که منجر به نوآوری هایی در طراحی و عملکرد شد. هواپیماهای دوباله با تک هواپیماهای ساده‌تر جایگزین شدند و انتقال به قاب‌های تمام فلزی ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم صورت گرفت.
"غاز حلبی"
در سال 1925، شرکت فورد موتور وارد صنعت هواپیمایی شد. هنری فورد هواپیمای 4-AT، یک هواپیمای سه موتوره و تمام فلزی را با استفاده از آلومینیوم موجدار طراحی کرد. این فیلم که «غاز حلبی» نام داشت، فوراً در بین مسافران و اپراتورهای خطوط هوایی محبوب شد.
در اواسط دهه 1930، یک هواپیمای ساده و جدید با موتورهای متعدد با پوشش محکم، ارابه فرود جمع‌شونده، پروانه‌های گام متغیر، و ساختار آلومینیومی با پوسته‌های تحت فشار ظاهر شد.
جنگ جهانی دوم
در طول جنگ جهانی دوم، آلومینیوم برای کاربردهای نظامی متعدد - به ویژه ساخت چارچوب هواپیما - مورد نیاز بود که باعث افزایش تولید آلومینیوم شد.
تقاضا برای آلومینیوم به حدی بود که در سال 1942، WOR-NYC یک برنامه رادیویی "آلومینیوم برای دفاع" را پخش کرد تا آمریکایی ها را تشویق کند تا آلومینیوم ضایعاتی را در تلاش های جنگی مشارکت دهند. بازیافت آلومینیوم تشویق شد و "Tinfoil Drives" بلیط فیلم رایگان در ازای توپ های فویل آلومینیومی ارائه کرد.
در دوره ژوئیه 1940 تا اوت 1945، ایالات متحده 296000 هواپیما تولید کرد. بیش از نیمی از آنها عمدتا از آلومینیوم ساخته شده است. صنعت هوافضای ایالات متحده توانست نیازهای ارتش آمریکا و همچنین متحدان آمریکایی از جمله بریتانیا را برآورده کند. در اوج خود در سال 1944، کارخانه های هواپیماسازی آمریکا هر ساعت 11 هواپیما تولید می کردند.
در پایان جنگ، آمریکا قدرتمندترین نیروی هوایی جهان را در اختیار داشت.
دوران مدرن
از زمان پایان جنگ، آلومینیوم به بخشی جدایی ناپذیر از ساخت هواپیما تبدیل شده است. در حالی که ترکیب آلیاژهای آلومینیوم بهبود یافته است، مزایای آلومینیوم ثابت می ماند. آلومینیوم به طراحان این امکان را می دهد که هواپیمایی بسازند که تا حد امکان سبک باشد، بتواند بارهای سنگین را حمل کند، کمترین میزان سوخت را مصرف کند و در برابر زنگ زدگی غیر قابل نفوذ باشد.
کنکورد
در ساخت هواپیماهای مدرن، آلومینیوم در همه جا استفاده می شود. کنکورد که به مدت 27 سال مسافران را با بیش از دو برابر سرعت صوت پرواز می داد، با پوسته آلومینیومی ساخته شد.
بوئینگ 737، پرفروش‌ترین هواپیمای تجاری جت که سفر هوایی را برای توده‌ها به واقعیت تبدیل کرده است، 80 درصد آلومینیوم است.
هواپیماهای امروزی از آلومینیوم در بدنه، شیشه های بال، سکان، لوله های اگزوز، در و کف، صندلی ها، توربین های موتور و ابزار دقیق کابین خلبان استفاده می کنند.
اکتشاف فضایی
آلومینیوم نه تنها در هواپیماها بلکه در فضاپیماها بسیار ارزشمند است، جایی که وزن کم همراه با حداکثر استحکام حتی ضروری‌تر است. در سال 1957، اتحاد جماهیر شوروی اولین ماهواره به نام اسپوتنیک 1 را به فضا پرتاب کرد که از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده بود.
همه فضاپیماهای مدرن از 50 تا 90 درصد آلیاژ آلومینیوم تشکیل شده اند. آلیاژهای آلومینیوم به طور گسترده در فضاپیمای آپولو، ایستگاه فضایی Skylab، شاتل های فضایی و ایستگاه فضایی بین المللی استفاده شده است.
فضاپیمای Orion - که در حال حاضر در حال توسعه است - در نظر گرفته شده است تا به انسان اجازه اکتشاف سیارک ها و مریخ را بدهد. سازنده، لاکهید مارتین، آلیاژ آلومینیوم-لیتیوم را برای اجزای اصلی ساختاری Orion انتخاب کرده است.
ایستگاه فضایی Skylab
زمان ارسال: ژوئیه-20-2023