Czy wiesz, żeAluminiumstanowi 75%-80% nowoczesnego samolotu?!
Historia aluminium w przemyśle lotniczym sięga daleko wstecz. W rzeczywistości aluminium było wykorzystywane w lotnictwie jeszcze przed wynalezieniem samolotów. Pod koniec XIX wieku hrabia Ferdinand Zeppelin użył aluminium do produkcji ram swoich słynnych sterowców Zeppelin.
Aluminium idealnie nadaje się do produkcji samolotów, ponieważ jest lekkie i wytrzymałe. Waga aluminium stanowi około jedną trzecią masy stali, co pozwala samolotom udźwignąć więcej i zużywać mniej paliwa. Ponadto wysoka odporność aluminium na korozję zapewnia bezpieczeństwo samolotu i jego pasażerów.
Popularne gatunki aluminium lotniczego
2024– Zazwyczaj stosowany w poszyciu samolotów, osłonach i konstrukcjach samolotów. Stosowany również do napraw i renowacji.
3003– Ta blacha aluminiowa jest powszechnie stosowana do osłon i poszycia przegród.
5052– Powszechnie stosowany do produkcji zbiorników paliwa. 5052 charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję (szczególnie w zastosowaniach morskich).
6061– Zwykle stosowany do mat do lądowania samolotów i wielu innych zastosowań konstrukcyjnych niezwiązanych z lotnictwem.
7075– Powszechnie stosowany do wzmacniania konstrukcji samolotów. 7075 to stop o wysokiej wytrzymałości i jeden z najpopularniejszych gatunków stosowanych w przemyśle lotniczym (obok 2024 r.).
Historia aluminium w przemyśle lotniczym
Bracia Wright
17 grudnia 1903 roku bracia Wright odbyli pierwszy w historii lot samolotem Wright Flyer.
Samolot Wright Flyer braci Wright
W tamtym czasie silniki samochodowe były bardzo ciężkie i nie zapewniały wystarczającej mocy, aby osiągnąć prędkość maksymalną, dlatego bracia Wright zbudowali specjalny silnik, w którym blok cylindrów i inne części wykonano z aluminium.
Ponieważ aluminium nie było powszechnie dostępne i było bardzo drogie, sam samolot wykonano z ramy z drewna świerkowego sitkajskiego i bambusa, pokrytej płótnem. Ze względu na niskie prędkości lotu i ograniczoną zdolność samolotu do generowania siły nośnej, konieczne było utrzymanie niezwykle lekkiej ramy, a drewno było jedynym wykonalnym materiałem wystarczająco lekkim, aby latać, a jednocześnie wystarczająco wytrzymałym, aby udźwignąć wymagany ładunek.
Trzeba było czekać ponad dekadę, aby aluminium stało się powszechniejsze.
I wojna światowa
Drewniane samoloty zyskały popularność w początkach lotnictwa, ale w trakcie I wojny światowej lekkie aluminium zaczęło zastępować drewno jako podstawowy element w konstrukcji samolotów i astronautów.
W 1915 roku niemiecki konstruktor samolotów Hugo Junkers zbudował pierwszy na świecie całkowicie metalowy samolot: jednopłatowiec Junkers J 1. Jego kadłub wykonano ze stopu aluminium zawierającego miedź, magnez i mangan.
Junkers J 1
Złoty wiek lotnictwa
Okres między I a II wojną światową nazywany jest złotym wiekiem lotnictwa
W latach dwudziestych XX wieku Amerykanie i Europejczycy rywalizowali w wyścigach lotniczych, co doprowadziło do innowacji w konstrukcji i osiągach. Dwupłatowce zostały zastąpione bardziej opływowymi jednopłatami, a także nastąpiło przejście na całkowicie metalowe ramy ze stopów aluminium.
„Blaszana Gęś”
W 1925 roku Ford Motor Co. wkroczył do branży lotniczej. Henry Ford zaprojektował 4-AT, trzysilnikowy, całkowicie metalowy samolot z wykorzystaniem falistego aluminium. Nazwany „Blaszaną Gęsią” (Tin Goose), stał się natychmiastowym hitem wśród pasażerów i operatorów linii lotniczych.
W połowie lat 30. XX wieku pojawił się nowy, opływowy kształt samolotu ze ściśle zamkniętymi silnikami, chowanym podwoziem, śmigłami o zmiennym skoku i konstrukcją z wytrzymałego aluminium.
II wojna światowa
Podczas II wojny światowej aluminium było niezbędne do licznych zastosowań wojskowych – zwłaszcza do budowy wręg samolotów – co przyczyniło się do gwałtownego wzrostu jego produkcji.
Zapotrzebowanie na aluminium było tak duże, że w 1942 roku stacja radiowa WOR-NYC wyemitowała audycję radiową „Aluminium dla Obrony”, aby zachęcić Amerykanów do przekazywania złomu aluminiowego na potrzeby wojny. Zachęcano do recyklingu aluminium, a w ramach akcji „Tinfoil Drives” oferowano darmowe bilety do kina w zamian za kulki z folii aluminiowej.
W okresie od lipca 1940 do sierpnia 1945 roku Stany Zjednoczone wyprodukowały oszałamiającą liczbę 296 000 samolotów. Ponad połowa z nich została wykonana głównie z aluminium. Amerykański przemysł lotniczy był w stanie zaspokoić potrzeby armii amerykańskiej, a także sojuszników USA, w tym Wielkiej Brytanii. W szczytowym okresie, w 1944 roku, amerykańskie fabryki samolotów produkowały 11 samolotów na godzinę.
Pod koniec wojny Ameryka miała najpotężniejsze siły powietrzne na świecie.
Era nowoczesna
Od zakończenia wojny aluminium stało się integralnym elementem produkcji samolotów. Chociaż skład stopów aluminium uległ poprawie, zalety aluminium pozostały niezmienione. Aluminium pozwala konstruktorom budować samoloty, które są jak najlżejsze, mogą przenosić duże ładunki, zużywają najmniej paliwa i są odporne na rdzę.
Concorde
W nowoczesnej produkcji samolotów aluminium jest stosowane wszędzie. Concorde, który przez 27 lat przewoził pasażerów z prędkością ponad dwukrotnie przekraczającą prędkość dźwięku, został zbudowany z aluminiowym poszyciem.
Boeing 737, najlepiej sprzedający się odrzutowiec pasażerski, który sprawił, że podróże lotnicze stały się rzeczywistością dla mas, jest wykonany w 80% z aluminium.
Współczesne samoloty wykorzystują aluminium w kadłubie, panelach skrzydeł, sterze kierunku, rurach wydechowych, drzwiach i podłodze, siedzeniach, turbinach silników oraz instrumentach w kokpicie.
Eksploracja kosmosu
Aluminium jest nieocenione nie tylko w samolotach, ale także w statkach kosmicznych, gdzie niska masa w połączeniu z maksymalną wytrzymałością jest jeszcze bardziej istotna. W 1957 roku Związek Radziecki wystrzelił pierwszego satelitę, Sputnika 1, wykonanego ze stopu aluminium.
Wszystkie współczesne statki kosmiczne składają się w 50–90% ze stopu aluminium. Stopy aluminium były szeroko stosowane w statkach kosmicznych Apollo, stacji kosmicznej Skylab, wahadłowcach kosmicznych i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Statek kosmiczny Orion – będący obecnie w fazie rozwoju – ma umożliwić załogową eksplorację asteroid i Marsa. Producent, Lockheed Martin, wybrał stop aluminiowo-litowy do głównych elementów konstrukcyjnych Oriona.
Stacja kosmiczna Skylab
Czas publikacji: 20 lipca 2023 r.