Aviacija ir aviacija

Aviacija ir aviacija

Aliuminis laikomas metalu, leidžiančiu žmonėms skristi. Jis yra lengvas, tvirtas ir lankstus, todėl yra ideali medžiaga sunkesniems nei oras orlaiviams gaminti. Yra priežastis, kodėl aliuminis kai kuriuose ratuose yra žinomas kaip „sparnuotas metalas“. Nuo 75 iki 80 procentų šiuolaikinio lėktuvo yra pagaminti iš aliuminio, o iš tikrųjų aliuminis pirmą kartą buvo naudojamas aviacijoje prieš išradant lėktuvą. Taip grafas Ferdinandas Zeppelinas pagamino savo garsiojo dirižablio rėmą iš aliuminio. Proveržis, padėjęs pagrindą šiuolaikinei aviacijai, įvyko 1903 m., Kai broliai Wrightai skraidino savo „Flyer-1“. Pirmasis manevringas orlaivis, sveriantis daugiau nei oras. To meto automobilių varikliai buvo per sunkūs, kad lėktuvui pakaktų pakankamai energijos. Todėl lėktuvui „Flier-1“ buvo sukurtas specialus variklis, kuriame buvo tokios dalys kaip cilindrų blokas iš aliuminio.

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

Pirmasis lėktuvas, palaipsniui pakeitęs medieną, aliuminį, plieną ir kitas medžiagas, ir garsaus vokiečių lėktuvų dizainerio Hugo Schwartzo keturiasdešimt 1917 m. Pirmasis pasaulyje metalinis fiuzeliažas buvo pagamintas iš kietojo aliuminio, aliuminio lydinio, vario (4,5%), taip pat magnis (4,5%). (1,5%) ir mangano (0,5%). Šį unikalų lydinį 1909 metais sukūrė Alfredas Wilmas, kuris taip pat nustatė, kad jis gali „nusidėvėti“, o tai reiškia, kad po ilgo terminio apdorojimo jis tampa žymiai stipresnis.

Nuo tada aliuminis tapo pagrindine aviacijos ir kosminės pramonės gamybos medžiaga. Lėktuvuose naudojamų aliuminio lydinių sudėtis pasikeitė ir orlaiviai patobulėjo, tačiau pagrindinis orlaivių dizainerių tikslas išlieka tas pats: pastatyti kuo lengvesnį, maksimaliai galimą lėktuvą, naudojant kuo mažiau degalų ir nerūdijančiu kūnu. kuo lengvesnė, maksimaliai įveikiama plokštuma, naudojanti kuo mažiau degalų ir nerūdijanti ant kūno. Būtent aliuminis leidžia aviacijos inžinieriams pasiekti visus šiuos tikslus. Aliuminis šiuolaikiniuose orlaiviuose naudojamas beveik visur: fiuzeliaže, apdailoje, sparnų stikluose ir vairuose, tvirtinimo sistemose, išmetimo kanaluose, tiekimo blokuose, degalų papildymo žarnose, durelėse ir grindyse, piloto ir keleivio sėdynių rėmai, kuro purkštukuose, hidraulinėje sistemoje, salono vidinėse kolonose, rutuliniai guoliai naudojami kabinos prietaisuose, variklių turbinose ir daugelyje kitų vietų. Aliuminio lydiniai, daugiausia naudojami kosminėje erdvėje, yra 2ххххххххххххххххххххххххх serijos. 2xxx serija rekomenduojama 7xxx lydiniams, naudojamiems labai apkrautiems komponentams žemos temperatūros aplinkose ir tiems, kur reikalinga aukšta įtampa. 3xxx, 5xxx ir 6xxx lydiniai naudojami mažos apkrovos komponentams, taip pat hidraulinėms, naftos ir dujų reikmėms. Tepimo ir degalų sistemos. Plačiausiai naudojamas lydinys yra 7075, kurį sudaro aliuminis, cinkas, magnis ir varis. Šiuo atžvilgiu jis yra stipriausias iš visų aliuminio lydinių ir konkurentų plieno, tačiau jis yra tik trečdalis plieno svorio.

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

Plačiausiai naudojamas lydinys yra 7075, kurį sudaro aliuminis, cinkas, magnis ir varis. Šiuo atžvilgiu jis yra stipriausias iš visų aliuminio lydinių ir konkurentų plieno, tačiau jis yra tik trečdalis plieno svorio.
Lėktuvai surenkami iš plonų lakštų ir sekcijų, laikomų kartu su kniedėmis. Kniedžių skaičius lėktuve gali siekti milijonus. Kai kurie modeliai naudoja presuotas plokštes, o ne lakštus, ir jie gali pasiekti tokios plokštės ribas tik tada, jei yra įtrūkimų. Pavyzdžiui, didžiausio pasaulyje krovininio lėktuvo „An-124-100 Ruslan“ sparnai susideda iš aštuonių 9 metrų pločio aliuminio plokščių. Juo galima gabenti iki 120 tonų krovinių. Sparnai suprojektuoti taip, kad ir toliau veiktų net su pažeistomis plokštėmis. Šiandien orlaivių dizaineriai ieško naujos medžiagos, kuri turėtų visus aliuminio privalumus, bet būtų lengvesnė. Vienintelis jų kandidatas yra anglies pluoštas. Jis susideda iš 5–15 mikronų skersmens sriegių ir daugiausia susideda iš anglies atomų. Pirmasis orlaivis, kurio fiuzeliažas buvo pagamintas tik iš kompozicinių medžiagų, buvo „Boeing 787 Dreamliner“, kurio pirmasis skrydis buvo 2011 m. Komerciniai skrydžiai. Tačiau sudėtinius lėktuvus gaminti yra daug brangiau nei aliuminio lėktuvus. Be to, anglies kompozitai paprastai neužtikrina reikiamo saugumo lygio.

Aliuminis pasirodė esąs būtinas ne tik aviacijos ir kosmoso pramonėje, bet ir dėl mažo svorio ir maksimalaus stiprumo. Pirmojo dirbtinio palydovo, paleisto Sovietų Sąjungoje 1957 m., Korpusas buvo pagamintas iš aliuminio lydinio. Visuose šiuolaikiniuose erdvėlaiviuose yra 50 iki 90 procentų aliuminio lydinių. Kosminio šaudyklės fiuzeliaže naudojami aliuminio lydiniai, jų yra Hablo kosminio teleskopo teleskopinėse antenose; raketose naudojamos vandenilio talpyklos yra pagamintos iš aliuminio lydinio, raketos galas pagamintas iš aliuminio lydinio, raketos ir orbitos stoties komponentų bei saulės kolektorių tvirtinimo elementas „Cell“ - visi šie elementai pagaminti iš aliuminio lydinio.

Net kietojo kuro raketų stiprintuvai yra pagaminti iš aliuminio. Šie stiprintuvai, naudojami pirmajame skrydžio į kosmosą etape, susideda iš aliuminio miltelių, oksidatorių (pvz., Amonio perchlorato) ir rišiklių. Pavyzdžiui, galingiausia pasaulyje raketos transporteris „Saturn-5“ (į orbitą gali gabenti 140 tonų krovinio), jo kelionės metu į orbitą sudegė 36 tonos aliuminio miltelių.

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

Pagrindinis erdvėlaiviuose naudojamų aliuminio lydinių privalumas yra jų gebėjimas atlaikyti aukštą ir žemą temperatūrą, vibracijos apkrovas ir radiaciją. Be to, jie turi žemos temperatūros stiprinimo savybių, o tai reiškia, kad jų stiprumas ir lankstumas tik didėja, kai temperatūra mažėja. Kosminėje erdvėje dažniausiai naudojami lydiniai yra aliuminio ir titano, aliuminio ir nikelio bei aliuminio, chromo ir geležies deriniai.