Vazduhoplovstvo i zrakoplovstvo

Vazduhoplovstvo i zrakoplovstvo

Aluminij se smatra metalom koji omogućava ljudima da lete. Lagan je, jak i fleksibilan, što ga čini idealnim materijalom za izradu zrakoplova težih od zraka. Postoji razlog zašto je aluminij u nekim krugovima poznat kao "krilati metal". Između 75 i 80 posto modernog zrakoplova izrađeno je od aluminija, a zapravo se aluminij prvi put koristio u zrakoplovstvu prije izuma zrakoplova. Tako je grof Ferdinand Zeppelin napravio okvir svog poznatog zračnog broda od aluminija. Proboj koji je postavio temelje modernom zrakoplovstvu dogodio se 1903. godine, kada su braća Wright letjela svojim letačem-1. Prvi upravljivi zrakoplov koji je težio više od zraka. Tadašnji motori automobila bili su preteški da bi osigurali dovoljno snage za polijetanje zrakoplova. Stoga je za zrakoplov Flier-1 izgrađen poseban motor koji je sadržavao dijelove poput cilindričnog bloka izrađenog od aluminija.

5a562634-165b-4940-88c1-10183a54882f

Prvi zrakoplov koji je postupno zamijenio drvo, aluminij, čelik i druge materijale, i četrdesete slavnog njemačkog dizajnera zrakoplova Huga Schwartza 1917. godine. Prvi svjetski metalni trup izrađen je od tvrdog aluminija, legure aluminija, bakra (4,5%), a također i magnezij (4,5%). (1,5%) i mangana (0,5%). Ovu jedinstvenu leguru 1909. godine razvio je Alfred Wilm, koji je također otkrio da se može "trošiti", što znači da nakon duže toplinske obrade postaje znatno jača.

Od tada je aluminij postao ključni proizvodni materijal za zrakoplovnu industriju. Sastav legura aluminija koji se koriste u zrakoplovima promijenio se i zrakoplovi su se poboljšali, ali glavni cilj konstruktora zrakoplova ostaje isti: izgraditi što lakši zrakoplov, maksimalno mogućeg kapaciteta, koristeći što manje goriva i s tijelom koje ne zahrđa. avion koji je što lakši, ima najveći mogući kapacitet, koristi što manje goriva i ne hrđa na tijelu. Aluminij je taj koji omogućuje zrakoplovnim inženjerima da pogodi sve ove ciljeve. Aluminij se koristi gotovo svugdje u modernim zrakoplovima: u trupu trupa, u oblozi, u krilnim staklima i kormilima, u sigurnosnim sustavima, u ispušnim kanalima, u dovodnim blokovima, crijevima za punjenje gorivom, u vratima i podu, u okviri pilotskog i putničkog sjedala, u mlaznicama za gorivo, u hidrauličkom sustavu, u unutarnjim stupovima kabine, u kugličnim ležajevima koriste se u instrumentima kokpita, turbinama motora i na mnogim drugim mjestima. Aluminijske legure koje se uglavnom koriste za svemirske primjene su serije 2hhhh3hhhhh5hhh6hhhh7hhhh. Serija 2xxx preporučuje se za legure 7xxx, koriste se za visoko opterećene komponente u okruženjima s niskim temperaturama i za primjene u kojima su potrebni visoki naponi. Legure 3xxx, 5xxx i 6xxx koriste se za dijelove s malim opterećenjem, kao i za hidrauliku, naftu i plin. Sustavi podmazivanja i goriva. Najčešće korištena legura je 7075 koja se sastoji od aluminija, cinka, magnezija i bakra. U tom je pogledu najjača od svih aluminijskih legura i suparnica s čelikom, ali samo je jedna trećina težine čelika.

d6a0f9a2-df10-48a3-965d-8a7e68d7ad6e
a049bfc3-4d41-446a-acd5-2738e878ba9b
https://www.kchaluminum.com/aerospace-and-aviation/

Najčešće korištena legura je 7075 koja se sastoji od aluminija, cinka, magnezija i bakra. U tom je pogledu najjača od svih aluminijskih legura i suparnica s čelikom, ali samo je jedna trećina težine čelika.
Avioni su sastavljeni od tankih listova i presjeka koji se drže zajedno sa zakovicama. Broj zakovica u avionu može doseći milijune. Neki modeli umjesto prekrivača koriste prešane ploče, a granice takve ploče mogu doseći samo ako postoji pukotina. Primjerice, krila najvećeg svjetskog teretnog zrakoplova, An-124-100 Ruslan, sastoje se od osam aluminijskih ploča širokih 9 metara. Može prevesti do 120 tona tereta. Krila su dizajnirana da nastave funkcionirati čak i s oštećenim pločama. Danas dizajneri zrakoplova traže novi materijal koji ima sve prednosti aluminija, ali je lakši. Njihov jedini kandidat su ugljična vlakna. Sastoji se od niti promjera između 5 i 15 mikrona i sastoji se uglavnom od atoma ugljika. Prvi zrakoplov s trupom u potpunosti izrađenim od kompozitnih materijala bio je Boeing 787 Dreamliner, koji je prvi let imao 2011. komercijalnih letova. Međutim, kompozitni zrakoplovi mnogo su skuplji od aluminijskih zrakoplova. Uz to, ugljični kompoziti općenito ne pružaju potrebnu razinu sigurnosti.

Aluminij se pokazao nezamjenjivim ne samo u zrakoplovnoj industriji, već i zbog svoje kombinacije male težine i maksimalne čvrstoće. Glavno tijelo prvog umjetnog satelita, lansiranog u Sovjetskom Savezu 1957. godine, izrađeno je od legure aluminija. Sve moderne letjelice sadrže 50 do 90 posto aluminijskih legura u njihovim komponentama. Aluminijske legure koriste se u trupu svemirskog broda, nalaze se u teleskopskim antenama svemirskog teleskopa Hubble; spremnici za vodik koji se koriste u raketama izrađeni su od aluminijske legure, vrh rakete izrađen je od aluminijske legure, dijelovi lansirnog vozila i orbitalne stanice te pričvršćivanje solarnih panela Cell - Svi ovi elementi izrađeni su od aluminija legura.

Čak su i rakete-rakete na čvrsto gorivo izrađene od aluminija. Ovi pojačivači, korišteni u prvoj fazi svemirskog leta, sastoje se od aluminijskog praha, oksidansa (poput amonijevog perklorata) i veziva. Primjerice, najmoćnije svjetsko lansirno vozilo Saturn-5 (koje u orbitu može prenijeti 140 tona tereta), tijekom svog putovanja u orbitu izgorjelo je 36 tona aluminijskog praha.

ed98b506-01d4-4e57-94e4-2023ca45f9cb__space-300x225

Glavna prednost aluminijskih legura koje se koriste u svemirskim letjelicama je njihova sposobnost da izdrže visoke i niske temperature, vibracijska opterećenja i zračenje. Uz to, imaju svojstva jačanja na niskim temperaturama, što znači da se njihova snaga i fleksibilnost samo povećavaju smanjenjem temperature. Najčešće korištene legure u zrakoplovstvu uključuju kombinacije aluminija i titana, aluminija i nikla te aluminija, kroma i željeza.