Το ήξερες αυτό;Αλουμίνιοαποτελεί το 75%-80% ενός σύγχρονου αεροσκάφους;
Η ιστορία του αλουμινίου στην αεροδιαστημική βιομηχανία χρονολογείται πολύ πίσω. Στην πραγματικότητα, το αλουμίνιο χρησιμοποιούνταν στην αεροπορία πριν καν εφευρεθούν τα αεροπλάνα. Στα τέλη του 19ου αιώνα, ο Κόμης Φερδινάνδος Ζέπελιν χρησιμοποίησε αλουμίνιο για να κατασκευάσει τα πλαίσια των διάσημων αερόπλοιων Ζέπελιν.
Το αλουμίνιο είναι ιδανικό για την κατασκευή αεροσκαφών επειδή είναι ελαφρύ και ανθεκτικό. Το αλουμίνιο έχει περίπου το ένα τρίτο του βάρους του χάλυβα, επιτρέποντας σε ένα αεροσκάφος να μεταφέρει μεγαλύτερο βάρος ή/και να γίνει πιο οικονομικό ως προς τα καύσιμα. Επιπλέον, η υψηλή αντοχή του αλουμινίου στη διάβρωση διασφαλίζει την ασφάλεια του αεροσκάφους και των επιβατών του.
Κοινές ποιότητες αλουμινίου για την αεροδιαστημική
2024– Χρησιμοποιείται συνήθως σε καλύμματα αεροσκαφών, καλύμματα, δομές αεροσκαφών. Χρησιμοποιείται επίσης για επισκευές και αναπαλαιώσεις.
3003– Αυτό το φύλλο αλουμινίου χρησιμοποιείται ευρέως για καλύμματα και επιμετάλλωση διαφραγμάτων.
5052– Χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή δεξαμενών καυσίμων. Το 5052 έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση (ιδιαίτερα σε θαλάσσιες εφαρμογές).
6061– Χρησιμοποιείται συνήθως για χαλάκια προσγείωσης αεροσκαφών και πολλές άλλες μη αεροπορικές δομικές τελικές χρήσεις.
7075– Χρησιμοποιείται συνήθως για την ενίσχυση δομών αεροσκαφών. Το 7075 είναι ένα κράμα υψηλής αντοχής και είναι μία από τις πιο συνηθισμένες ποιότητες που χρησιμοποιούνται στην αεροπορική βιομηχανία (μετά το 2024).
Ιστορία του αλουμινίου στην αεροδιαστημική βιομηχανία
Οι αδελφοί Ράιτ
Στις 17 Δεκεμβρίου 1903, οι αδελφοί Ράιτ πραγματοποίησαν την πρώτη ανθρώπινη πτήση στον κόσμο με το αεροπλάνο τους, το Wright Flyer.
Το φυλλάδιο Wright των αδελφών Wright
Εκείνη την εποχή, οι κινητήρες των αυτοκινήτων ήταν πολύ βαρείς και δεν παρείχαν αρκετή ισχύ για να επιτύχουν απογείωση, έτσι οι αδελφοί Ράιτ κατασκεύασαν έναν ειδικό κινητήρα στον οποίο το μπλοκ κυλίνδρων και άλλα μέρη ήταν κατασκευασμένα από αλουμίνιο.
Καθώς το αλουμίνιο δεν ήταν ευρέως διαθέσιμο και ήταν απαγορευτικά ακριβό, το ίδιο το αεροπλάνο ήταν κατασκευασμένο από σκελετό από έλατο Sitka και μπαμπού καλυμμένο με καμβά. Λόγω των χαμηλών ταχυτήτων αέρα και της περιορισμένης ικανότητας δημιουργίας άνωσης του αεροπλάνου, ήταν απαραίτητο να διατηρείται το σκελετό εξαιρετικά ελαφρύ και το ξύλο ήταν το μόνο εφικτό υλικό: αρκετά ελαφρύ για πτήση, αλλά και αρκετά ισχυρό για να μεταφέρει το απαιτούμενο φορτίο.
Θα χρειαζόταν πάνω από μια δεκαετία για να διαδοθεί περισσότερο η χρήση του αλουμινίου.
Α' Παγκόσμιος Πόλεμος
Τα ξύλινα αεροσκάφη άφησαν το στίγμα τους στις πρώτες μέρες της αεροπορίας, αλλά κατά τη διάρκεια του Α' Παγκοσμίου Πολέμου, το ελαφρύ αλουμίνιο άρχισε να αντικαθιστά το ξύλο ως το βασικό συστατικό για την αεροδιαστημική κατασκευή.
Το 1915, ο Γερμανός σχεδιαστής αεροσκαφών Hugo Junkers κατασκεύασε το πρώτο στον κόσμο πλήρως μεταλλικό αεροσκάφος, το μονοπλάνο Junkers J 1. Η άτρακτός του ήταν κατασκευασμένη από κράμα αλουμινίου που περιείχε χαλκό, μαγνήσιο και μαγγάνιο.
Οι Γιούνκερς J 1
Χρυσή Εποχή της Αεροπορίας
Η περίοδος μεταξύ του Α' και του Β' Παγκοσμίου Πολέμου έμεινε γνωστή ως η Χρυσή Εποχή της Αεροπορίας
Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1920, Αμερικανοί και Ευρωπαίοι αγωνίστηκαν σε αγώνες αεροπλάνων, κάτι που οδήγησε σε καινοτομίες στο σχεδιασμό και την απόδοση. Τα διπλάνα αντικαταστάθηκαν από πιο αεροδυναμικά μονοπλάνα και υπήρξε μια μετάβαση σε μεταλλικά πλαίσια κατασκευασμένα από κράματα αλουμινίου.
Η «Τενεκεδένια Χήνα»
Το 1925, η Ford Motor Co. εισήλθε στον κλάδο των αερομεταφορών. Ο Henry Ford σχεδίασε το 4-AT, ένα τρικινητήριο, μεταλλικό αεροπλάνο από κυματοειδές αλουμίνιο. Με την ονομασία «Η Τενεκεδένια Χήνα», έγινε αμέσως επιτυχία μεταξύ επιβατών και αεροπορικών εταιρειών.
Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1930, εμφανίστηκε ένα νέο αεροδυναμικό σχήμα αεροσκάφους, με σφιχτά καλυμμένους πολλαπλούς κινητήρες, ανασυρόμενο σύστημα προσγείωσης, έλικες μεταβλητού βήματος και κατασκευή από αλουμίνιο με επικάλυψη από τάσεις.
Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος
Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, το αλουμίνιο ήταν απαραίτητο για πολλές στρατιωτικές εφαρμογές - ιδιαίτερα για την κατασκευή πλαισίων αεροσκαφών - γεγονός που προκάλεσε την εκτόξευση της παραγωγής αλουμινίου.
Η ζήτηση για αλουμίνιο ήταν τόσο μεγάλη που το 1942, το WOR-NYC μετέδιδε μια ραδιοφωνική εκπομπή με τίτλο «Αλουμίνιο για την Άμυνα» για να ενθαρρύνει τους Αμερικανούς να συνεισφέρουν άχρηστα αλουμίνια στην πολεμική προσπάθεια. Ενθαρρύνθηκε η ανακύκλωση αλουμινίου και η «Tinfoil Drives» προσέφερε δωρεάν εισιτήρια κινηματογράφου με αντάλλαγμα μπάλες από αλουμινόχαρτο.
Κατά την περίοδο από τον Ιούλιο του 1940 έως τον Αύγουστο του 1945, οι ΗΠΑ παρήγαγαν τον εντυπωσιακό αριθμό των 296.000 αεροσκαφών. Περισσότερα από τα μισά κατασκευάστηκαν κυρίως από αλουμίνιο. Η αεροδιαστημική βιομηχανία των ΗΠΑ ήταν σε θέση να καλύψει τις ανάγκες του αμερικανικού στρατού, καθώς και των συμμάχων των ΗΠΑ, συμπεριλαμβανομένης της Βρετανίας. Στο απόγειό τους το 1944, τα αμερικανικά εργοστάσια αεροσκαφών παρήγαγαν 11 αεροπλάνα κάθε ώρα.
Μέχρι το τέλος του πολέμου, η Αμερική είχε την ισχυρότερη αεροπορία στον κόσμο.
Η σύγχρονη εποχή
Από το τέλος του πολέμου, το αλουμίνιο έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος της κατασκευής αεροσκαφών. Ενώ η σύνθεση των κραμάτων αλουμινίου έχει βελτιωθεί, τα πλεονεκτήματα του αλουμινίου παραμένουν τα ίδια. Το αλουμίνιο επιτρέπει στους σχεδιαστές να κατασκευάσουν ένα αεροπλάνο που είναι όσο το δυνατόν ελαφρύτερο, μπορεί να μεταφέρει βαριά φορτία, χρησιμοποιεί τη λιγότερη ποσότητα καυσίμου και είναι αδιαπέραστο από τη σκουριά.
Το Κονκόρντ
Στη σύγχρονη αεροναυπηγική, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται παντού. Το Concorde, το οποίο μετέφερε επιβάτες με διπλάσια ταχύτητα από την ταχύτητα του ήχου για 27 χρόνια, κατασκευάστηκε με αλουμινένιο περίβλημα.
Το Boeing 737, το εμπορικό αεροσκάφος τζετ με τις μεγαλύτερες πωλήσεις που έχει κάνει τα αεροπορικά ταξίδια για το ευρύ κοινό πραγματικότητα, είναι κατασκευασμένο κατά 80% από αλουμίνιο.
Τα σημερινά αεροπλάνα χρησιμοποιούν αλουμίνιο στην άτρακτο, τα τζάμια των φτερών, το πηδάλιο, τους σωλήνες εξάτμισης, την πόρτα και τα πατώματα, τα καθίσματα, τους στροβίλους του κινητήρα και τα όργανα του πιλοτηρίου.
Εξερεύνηση του διαστήματος
Το αλουμίνιο είναι ανεκτίμητο όχι μόνο στα αεροπλάνα αλλά και στα διαστημόπλοια, όπου το χαμηλό βάρος σε συνδυασμό με τη μέγιστη αντοχή είναι ακόμη πιο σημαντικό. Το 1957, η Σοβιετική Ένωση εκτόξευσε τον πρώτο δορυφόρο, τον Σπούτνικ 1, ο οποίος ήταν κατασκευασμένος από κράμα αλουμινίου.
Όλα τα σύγχρονα διαστημόπλοια αποτελούνται από 50% έως 90% κράμα αλουμινίου. Τα κράματα αλουμινίου έχουν χρησιμοποιηθεί εκτενώς στο διαστημόπλοιο Apollo, στον διαστημικό σταθμό Skylab, στα διαστημικά λεωφορεία και στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
Το διαστημόπλοιο Orion – το οποίο βρίσκεται υπό ανάπτυξη – προορίζεται να επιτρέψει την ανθρώπινη εξερεύνηση αστεροειδών και του Άρη. Η κατασκευάστρια εταιρεία, Lockheed Martin, επέλεξε ένα κράμα αλουμινίου-λιθίου για τα κύρια δομικά στοιχεία του Orion.
Διαστημικός Σταθμός Skylab
Ώρα δημοσίευσης: 20 Ιουλίου 2023