آیا می‌دانستید کهآلومینیوم75 تا 80 درصد از یک هواپیمای مدرن را تشکیل می‌دهد؟!
تاریخچه آلومینیوم در صنعت هوافضا به گذشته‌های دور برمی‌گردد. در واقع، آلومینیوم قبل از اختراع هواپیما در هوانوردی مورد استفاده قرار می‌گرفت. در اواخر قرن نوزدهم، کنت فردیناند زپلین از آلومینیوم برای ساخت قاب کشتی‌های هوایی معروف خود، زپلین، استفاده کرد.
آلومینیوم به دلیل سبکی و استحکام، برای ساخت هواپیما ایده‌آل است. آلومینیوم تقریباً یک سوم وزن فولاد را دارد و به هواپیما اجازه می‌دهد وزن بیشتری را حمل کند و یا از نظر مصرف سوخت کارآمدتر باشد. علاوه بر این، مقاومت بالای آلومینیوم در برابر خوردگی، ایمنی هواپیما و مسافران آن را تضمین می‌کند.
گریدهای رایج آلومینیوم هوافضا
۲۰۲۴– معمولاً در پوسته هواپیما، پوشش بدنه و سازه هواپیما استفاده می‌شود. همچنین برای تعمیر و بازسازی نیز استفاده می‌شود.
3003– این ورق آلومینیومی به طور گسترده برای آبکاری پوشش‌ها و تیغه‌ها استفاده می‌شود.
۵۰۵۲– معمولاً برای ساخت مخازن سوخت استفاده می‌شود. ۵۰۵۲ مقاومت خوردگی عالی دارد (به‌ویژه در کاربردهای دریایی).
6061– معمولاً برای تشک‌های فرود هواپیما و بسیاری دیگر از کاربردهای سازه‌ای غیر هوانوردی استفاده می‌شود.
7075– معمولاً برای تقویت سازه‌های هواپیما استفاده می‌شود. آلیاژ ۷۰۷۵ یک آلیاژ با استحکام بالا است و یکی از رایج‌ترین گریدهای مورد استفاده در صنعت هوانوردی (بعد از سال ۲۰۲۴) می‌باشد.
تاریخچه آلومینیوم در صنعت هوافضا
برادران رایت
در ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳، برادران رایت اولین پرواز انسان را با هواپیمای خود، یعنی رایت فلایر، انجام دادند.
بروشور رایت برادران رایت
در آن زمان، موتورهای خودرو بسیار سنگین بودند و قدرت کافی برای برخاستن را نداشتند، بنابراین برادران رایت موتور مخصوصی ساختند که در آن بلوک سیلندر و سایر قطعات از آلومینیوم ساخته شده بودند.
از آنجایی که آلومینیوم به طور گسترده در دسترس نبود و بسیار گران بود، خود هواپیما از چوب صنوبر سیتکا و قاب بامبو پوشیده شده با بوم ساخته شد. با توجه به سرعت پایین هوا و قابلیت محدود تولید نیروی بالابری هواپیما، سبک نگه داشتن قاب بسیار ضروری بود و چوب تنها ماده‌ی ممکن بود که به اندازه‌ی کافی سبک برای پرواز و در عین حال به اندازه‌ی کافی قوی برای حمل بار مورد نیاز باشد.
بیش از یک دهه طول کشید تا استفاده از آلومینیوم گسترده‌تر شود.
جنگ جهانی اول
هواپیماهای چوبی در اولین روزهای هوانوردی جایگاه خود را پیدا کردند، اما در طول جنگ جهانی اول، آلومینیوم سبک وزن به عنوان جزء اساسی در ساخت هوافضا جایگزین چوب شد.
در سال ۱۹۱۵، هوگو یونکرز، طراح هواپیمای آلمانی، اولین هواپیمای تمام فلزی جهان را ساخت؛ هواپیمای تک باله یونکرز جی ۱. بدنه آن از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده بود که شامل مس، منیزیم و منگنز می‌شد.
یونکرز جی ۱
عصر طلایی هوانوردی
دوره بین جنگ جهانی اول و جنگ جهانی دوم به عنوان عصر طلایی هوانوردی شناخته می‌شود.
در طول دهه ۱۹۲۰، آمریکایی‌ها و اروپایی‌ها در مسابقات هواپیماسازی با هم رقابت می‌کردند که منجر به نوآوری‌هایی در طراحی و عملکرد شد. هواپیماهای دوباله جای خود را به هواپیماهای تک‌باله ساده‌تر دادند و به سمت استفاده از فریم‌های تمام فلزی ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم روی آوردند.
«غاز حلبی»
در سال ۱۹۲۵، شرکت فورد موتور وارد صنعت هواپیمایی شد. هنری فورد هواپیمای 4-AT، یک هواپیمای سه موتوره و تمام فلزی با استفاده از آلومینیوم موج‌دار را طراحی کرد. این هواپیما که "غاز حلبی" نام داشت، فوراً مورد توجه مسافران و اپراتورهای هواپیمایی قرار گرفت.
در اواسط دهه ۱۹۳۰، یک شکل جدید و ساده از هواپیما پدیدار شد، با موتورهای چندگانه با پوشش محکم، ارابه فرود جمع‌شونده، ملخ‌های با گام متغیر و ساختار آلومینیومی با پوسته‌ی فشرده.
جنگ جهانی دوم
در طول جنگ جهانی دوم، آلومینیوم برای کاربردهای نظامی متعدد - به ویژه ساخت قاب هواپیما - مورد نیاز بود که باعث افزایش تولید آلومینیوم شد.
تقاضا برای آلومینیوم آنقدر زیاد بود که در سال ۱۹۴۲، WOR-NYC یک برنامه رادیویی با عنوان «آلومینیوم برای دفاع» پخش کرد تا آمریکایی‌ها را به کمک به ضایعات آلومینیوم در جنگ تشویق کند. بازیافت آلومینیوم تشویق می‌شد و «Tinfoil Drives» در ازای دریافت توپ‌های فویل آلومینیومی، بلیط رایگان سینما ارائه می‌داد.
در دوره زمانی ژوئیه ۱۹۴۰ تا اوت ۱۹۴۵، ایالات متحده ۲۹۶۰۰۰ هواپیما تولید کرد که رقم سرسام‌آوری بود. بیش از نیمی از آنها عمدتاً از آلومینیوم ساخته شده بودند. صنعت هوافضای ایالات متحده قادر به تأمین نیازهای ارتش آمریکا و همچنین متحدان آمریکا از جمله بریتانیا بود. در اوج خود در سال ۱۹۴۴، کارخانه‌های هواپیماسازی آمریکا در هر ساعت ۱۱ هواپیما تولید می‌کردند.
در پایان جنگ، آمریکا قدرتمندترین نیروی هوایی جهان را داشت.
دوران مدرن
از زمان پایان جنگ، آلومینیوم به بخش جدایی‌ناپذیری از ساخت هواپیما تبدیل شده است. در حالی که ترکیب آلیاژهای آلومینیوم بهبود یافته است، مزایای آلومینیوم همچنان ثابت مانده است. آلومینیوم به طراحان این امکان را می‌دهد تا هواپیمایی بسازند که تا حد امکان سبک باشد، بتواند بارهای سنگین را حمل کند، از کمترین میزان سوخت استفاده کند و در برابر زنگ‌زدگی مقاوم باشد.
کنکورد
در ساخت هواپیماهای مدرن، آلومینیوم در همه جا مورد استفاده قرار می‌گیرد. کنکورد که به مدت ۲۷ سال مسافران را با سرعتی بیش از دو برابر سرعت صوت جابجا می‌کرد، با پوسته‌ای آلومینیومی ساخته شده بود.
بوئینگ ۷۳۷، پرفروش‌ترین هواپیمای تجاری جت که سفر هوایی را برای توده مردم به واقعیت تبدیل کرده است، ۸۰٪ از آلومینیوم ساخته شده است.
هواپیماهای امروزی از آلومینیوم در بدنه، بال‌ها، سکان، لوله‌های اگزوز، در و کف هواپیما، صندلی‌ها، توربین‌های موتور و ابزار دقیق کابین خلبان استفاده می‌کنند.
اکتشافات فضایی
آلومینیوم نه تنها در هواپیماها، بلکه در فضاپیماها نیز بسیار ارزشمند است، جایی که وزن کم همراه با حداکثر استحکام حتی ضروری‌تر است. در سال ۱۹۵۷، اتحاد جماهیر شوروی اولین ماهواره، اسپوتنیک ۱، را که از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده بود، به فضا پرتاب کرد.
تمام فضاپیماهای مدرن از ۵۰٪ تا ۹۰٪ آلیاژ آلومینیوم تشکیل شده‌اند. آلیاژهای آلومینیوم به طور گسترده در فضاپیمای آپولو، ایستگاه فضایی اسکای‌لب، شاتل‌های فضایی و ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده شده‌اند.
فضاپیمای اوریون - که در حال حاضر در دست توسعه است - قرار است امکان اکتشاف سیارک‌ها و مریخ را برای انسان فراهم کند. سازنده آن، لاکهید مارتین، آلیاژ آلومینیوم-لیتیوم را برای اجزای اصلی ساختاری اوریون انتخاب کرده است.
ایستگاه فضایی اسکای‌لب
زمان ارسال: 20 ژوئیه 2023