Aeroespacial y aviación

Aeroespacial y aviación

El aluminio se considera el metal que permite a las personas volar. Es ligero, fuerte y flexible, lo que lo convierte en un material ideal para fabricar aviones más pesados ​​que el aire. Hay una razón por la que el aluminio se conoce como el "metal alado" en algunos círculos. Entre el 75 y el 80 por ciento de un avión moderno está hecho de aluminio y, de hecho, el aluminio se utilizó por primera vez en la aviación antes de la invención del avión. Así es como el Conde Ferdinand Zeppelin hizo el marco de su famosa aeronave en aluminio. El gran avance que sentó las bases de la aviación moderna se produjo en 1903, cuando los hermanos Wright volaron su Flyer-1. El primer avión maniobrable que pesaba más que el aire. Los motores de los automóviles de la época eran demasiado pesados ​​para proporcionar suficiente potencia para que el avión despegara. Por lo tanto, se construyó un motor especial para el avión Flier-1, que contenía partes como un bloque de cilindros de aluminio.

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El primer avión que reemplazó gradualmente la madera, el aluminio, el acero y otros materiales, y el Forty del famoso diseñador de aviones alemán Hugo Schwartz en 1917. El primer fuselaje totalmente metálico del mundo se ha construido con aluminio duro, aleación de aluminio, cobre (4,5%), y también magnesio (4,5%). (1,5%) y manganeso (0,5%). Esta aleación única fue desarrollada en 1909 por Alfred Wilm, quien también descubrió que podía "desgastarse", lo que significa que se vuelve significativamente más fuerte después de un largo tratamiento térmico.

Desde entonces, el aluminio se ha convertido en un material de fabricación clave para la industria aeroespacial. La composición de las aleaciones de aluminio utilizadas en los aviones ha cambiado y los aviones han mejorado, pero el principal objetivo de los diseñadores de aviones sigue siendo el mismo: construir un avión lo más ligero posible, con la máxima capacidad posible, utilizando la menor cantidad de combustible posible y con un cuerpo que no se oxida. un avión que sea lo más ligero posible, tenga la máxima capacidad posible, utilice la menor cantidad de combustible posible y no se oxide en la carrocería. Es el aluminio lo que permite a los ingenieros aeronáuticos alcanzar todos estos objetivos. El aluminio se utiliza en casi todas partes en los aviones modernos: en el fuselaje, en la moldura, en los cristales de las alas y los timones, en los sistemas de retención, en los conductos de escape, en los bloques de alimentación, mangueras de reabastecimiento, en las puertas y el piso, Los marcos de los asientos del piloto y del pasajero, en las boquillas de combustible, en el sistema hidráulico, en las columnas internas de la cabina, en los cojinetes de bolas se utilizan en instrumentos de cabina, turbinas de motor y muchos otros lugares. Las aleaciones de aluminio que se utilizan principalmente para aplicaciones aeroespaciales son las series 2хххх3ххххх5ххх6хххх7хххх. La serie 2xxx se recomienda para las aleaciones 7xxx que se utilizan para componentes de alta carga en entornos de baja temperatura y para aplicaciones donde se requieren altos voltajes. Las aleaciones 3xxx, 5xxx y 6xxx se utilizan para componentes de baja carga, así como para aplicaciones hidráulicas, de aceite y gas. Sistemas de lubricación y combustible. La aleación más utilizada es la 7075, que consta de aluminio, zinc, magnesio y cobre. Es la más fuerte de todas las aleaciones de aluminio y rivaliza con el acero en este aspecto, pero solo pesa un tercio del acero.

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La aleación más utilizada es la 7075, que consta de aluminio, zinc, magnesio y cobre. Es la más fuerte de todas las aleaciones de aluminio y rivaliza con el acero en este aspecto, pero solo pesa un tercio del acero.
Los aviones se ensamblan a partir de láminas y secciones delgadas que se mantienen unidas con remaches. El número de remaches en un avión puede llegar a millones. Algunos modelos usan paneles prensados ​​en lugar de láminas, y solo pueden alcanzar los límites de dicho panel si hay una grieta. Por ejemplo, las alas del avión de carga más grande del mundo, el An-124-100 Ruslan, constan de ocho paneles de aluminio de 9 metros de ancho. Puede transportar hasta 120 toneladas de carga. Las alas están diseñadas para seguir funcionando incluso con paneles dañados. Hoy en día, los diseñadores de aviones buscan un nuevo material que tenga todas las ventajas del aluminio pero que sea más ligero. Su único candidato es la fibra de carbono. Consiste en hilos de entre 5 y 15 micrones de diámetro y está compuesto principalmente por átomos de carbono. El primer avión con un fuselaje hecho completamente de materiales compuestos fue el Boeing 787 Dreamliner, que tuvo su primer vuelo en 2011. vuelos comerciales. Sin embargo, los aviones compuestos son mucho más costosos de producir que los aviones de aluminio. Además, los compuestos de carbono generalmente no brindan el nivel de seguridad requerido.

El aluminio no solo ha demostrado ser indispensable en la industria aeroespacial, sino también por su combinación de bajo peso y máxima resistencia El cuerpo principal del primer satélite artificial, lanzado en la Unión Soviética en 1957, estaba hecho de aleación de aluminio. Todas las naves espaciales modernas contienen 50 al 90 por ciento de aleaciones de aluminio en sus componentes. Las aleaciones de aluminio se utilizan en el fuselaje del transbordador espacial, se encuentran en las antenas telescópicas del Telescopio Espacial Hubble; los tanques de hidrógeno utilizados en los cohetes están hechos de aleación de aluminio, la punta del cohete está hecha de aleación de aluminio, los componentes del vehículo de lanzamiento y la estación orbital, y la fijación de los paneles solares Celda - Todos estos elementos están hechos de aluminio aleación.

Incluso los propulsores de cohetes de combustible sólido están hechos de aluminio. Estos impulsores, utilizados en la primera fase del vuelo espacial, consisten en polvo de aluminio, oxidantes (como perclorato de amonio) y aglutinantes. Por ejemplo, el vehículo de lanzamiento más poderoso del mundo, el Saturn-5 (que puede llevar 140 toneladas de carga a la órbita), durante su viaje a la órbita se quemaron 36 toneladas de polvo de aluminio.

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La principal ventaja de las aleaciones de aluminio utilizadas en las naves espaciales es su capacidad para soportar altas y bajas temperaturas, cargas de vibración y radiación. Además, tienen propiedades de refuerzo a baja temperatura, lo que significa que su resistencia y flexibilidad solo aumentan a medida que disminuye la temperatura. Las aleaciones más comúnmente utilizadas en la industria aeroespacial incluyen combinaciones de aluminio y titanio, aluminio y níquel, y aluminio, cromo y hierro.