Aeroespacial e aviação

Aeroespacial e aviação

O alumínio é considerado o metal que permite às pessoas voar. É leve, forte e flexível, o que o torna um material ideal para a fabricação de aeronaves mais pesadas que o ar. Há uma razão pela qual o alumínio é conhecido como "metal alado" em alguns círculos. Entre 75 e 80% de uma aeronave moderna é feita de alumínio e, de fato, o alumínio foi usado pela primeira vez na aviação antes da invenção do avião. Foi assim que o conde Ferdinand Zeppelin fez de alumínio a estrutura de seu famoso dirigível. A descoberta que lançou as bases para a aviação moderna ocorreu em 1903, quando os irmãos Wright voaram com seu Flyer-1. A primeira aeronave manobrável que pesava mais que o ar. Os motores dos carros da época eram pesados ​​demais para fornecer potência suficiente para o avião decolar. Portanto, um motor especial foi construído para a aeronave Flier-1, que continha peças como um bloco de cilindro feito de alumínio.

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O primeiro avião que gradualmente substituiu madeira, alumínio, aço e outros materiais, e o famoso projetista alemão Hugo Schwartz's Quary em 1917. A primeira fuselagem totalmente metálica do mundo foi construída em alumínio duro, liga de alumínio, cobre (4,5%), e também magnésio (4,5%). (1,5%) e manganês (0,5%). Esta liga única foi desenvolvida em 1909 por Alfred Wilm, que também descobriu que poderia "desgastar", o que significa que se torna significativamente mais forte após um longo tratamento térmico.

Desde então, o alumínio se tornou um material de manufatura fundamental para a indústria aeroespacial. A composição das ligas de alumínio usadas em aeronaves mudou e as aeronaves melhoraram, mas o principal objetivo dos projetistas de aeronaves permanece o mesmo: construir um avião o mais leve possível, com a maior capacidade possível, usando o mínimo de combustível possível e com um corpo que não enferruja. um avião que é o mais leve possível, tem a capacidade máxima possível, usa o mínimo de combustível possível e não enferruja no corpo. É o alumínio que permite aos engenheiros aeronáuticos atingir todos esses alvos. O alumínio é usado em quase todos os lugares nas aeronaves modernas: na fuselagem, no acabamento, nos vidros das asas e nos lemes, nos sistemas de retenção, nos dutos de exaustão, nos blocos de alimentação, nas mangueiras de reabastecimento, nas portas e no piso, no Os quadros dos assentos do piloto e do passageiro, nos bocais de combustível, no sistema hidráulico, nas colunas internas da cabine, nos rolamentos de esferas são usados ​​em instrumentos de cockpit, turbinas de motor e muitos outros locais. As ligas de alumínio utilizadas principalmente para aplicações aeroespaciais são as séries 2хххх3ххххх5ххх6хххх7хххх A série 2xxx é recomendada para ligas 7xxx usadas para componentes altamente carregados em ambientes de baixa temperatura e para aplicações onde altas tensões são necessárias. As ligas 3xxx, 5xxx e 6xxx são usadas para componentes de baixa carga, bem como para aplicações hidráulicas, de óleo e gás. Sistemas de lubrificação e combustível. A liga mais usada é a 7075, que consiste em alumínio, zinco, magnésio e cobre. É a mais forte de todas as ligas de alumínio e rivaliza com o aço nesse aspecto, mas tem apenas um terço do peso do aço.

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A liga mais usada é 7075, que consiste em alumínio, zinco, magnésio e cobre. É a mais forte de todas as ligas de alumínio e rivaliza com o aço nesse aspecto, mas tem apenas um terço do peso do aço.
Os aviões são montados a partir de chapas finas e seções presas por rebites. O número de rebites em um avião pode chegar à casa dos milhões. Alguns modelos usam painéis prensados ​​em vez de folhas, e só podem atingir os limites de tal painel se houver uma rachadura. Por exemplo, as asas do maior avião de carga do mundo, o An-124-100 Ruslan, consistem em oito painéis de alumínio de 9 metros de largura. Pode transportar até 120 toneladas de carga. As asas são projetadas para continuar a funcionar mesmo com painéis danificados. Hoje, os projetistas de aeronaves procuram um novo material que tenha todas as vantagens do alumínio, mas seja mais leve. Seu único candidato é a fibra de carbono. Consiste em fios entre 5 e 15 mícrons de diâmetro e é composto principalmente de átomos de carbono. A primeira aeronave com fuselagem inteiramente feita de materiais compósitos foi o Boeing 787 Dreamliner, que teve seu primeiro voo em 2011. voos comerciais. No entanto, aeronaves compostas são muito mais caras de produzir do que aeronaves de alumínio. Além disso, os compostos de carbono geralmente não fornecem o nível de segurança exigido.

O alumínio não só se provou indispensável na indústria aeroespacial, mas também por sua combinação de baixo peso e força máxima. O corpo principal do primeiro satélite artificial, lançado na União Soviética em 1957, era feito de liga de alumínio. Todas as espaçonaves modernas contêm 50 a 90 por cento de ligas de alumínio em seus componentes. Ligas de alumínio são usadas na fuselagem do ônibus espacial, elas são encontradas nas antenas telescópicas do Telescópio Espacial Hubble; os tanques de hidrogênio usados ​​nos foguetes são feitos de liga de alumínio, a ponta do foguete é feita de liga de alumínio, os componentes do veículo lançador e da estação orbital, e a fixação dos painéis solares Célula - Todos esses elementos são feitos de alumínio Liga.

Até mesmo os propulsores de foguetes de combustível sólido são feitos de alumínio. Esses impulsionadores, usados ​​na primeira fase do vôo espacial, consistem em pó de alumínio, oxidantes (como perclorato de amônio) e ligantes. Por exemplo, o veículo de lançamento mais poderoso do mundo, o Saturn-5 (que pode transportar 140 toneladas de carga em órbita), durante sua jornada para a órbita 36 toneladas de pó de alumínio foram queimadas.

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A principal vantagem das ligas de alumínio usadas em naves espaciais é sua capacidade de suportar altas e baixas temperaturas, cargas de vibração e radiação. Além disso, eles têm propriedades de reforço de baixa temperatura, o que significa que sua resistência e flexibilidade só aumentam com a diminuição da temperatura. As ligas mais comumente usadas na indústria aeroespacial incluem combinações de alumínio e titânio, alumínio e níquel e alumínio, cromo e ferro.