آلومینیوم یک فلز با دانسیته ی کم و با دوام بالا در برابر بسیاری از عوامل مخرب طبیعی و غیر طبیعی می باشد. همین فلز باعث گشت که که رویای دیرینه ی انسان ها که فقط در خیال می پروراندند حقیقت یابد. رویای پرواز. از این رو فلز آلومینیوم را می توان یک فلز رویایی نامید که افراد مختلف توانسته اند از این فلز در صنایع مختلف استفاده نمایند و نا شدنی ها را تولید کنند.
در این مقاله به بررسی آلومینیوم در صنعت حمل و نقل هوایی می پردازیم.
اولین جرقه ها برای تولید هواپیما
اولین پایه های تولید صنعتی هوایی امروزه نتیجه ی تلاش های برادران رایت در سال 1903 میلادی با تولید Flyer-1 بود. دراولین هواپیما ها وزن موتور به قدری سنگین بود که عملکرد کلی هواپیما را تحت تاثیر قرار می داد. برای هواپیمای Flyer-1 موتوری از جنس آلومینیوم ساخته شد که توانست عملکرد پرواز را تنظیم کند.
14 سال بعد از تولید این هواپیما، هواپیمای هوگو یونکرز آلمانی که از آلیاژ دورآلومین بود و اولین هواپیمای تمام فلزی جهان بود ساخته شد. دور آلومین که شامل مس، منیزیم و منگنز می باشد، توسط آلفرد ویلم ساخته شد. این سازنده کشف کرد که هر چه دما بالاتر برود مثلا بعد از یک عملیات حرارتی زیاد، این آلیاژ قوی تر می شود.
ماده ای به اسم دور آلومین
این ماده یکی از آلیاژ های اولیه ی آلومینیوم است که از سری آلیاژ های گروه 2000 شناخته می شود، می باشد. در جنگ جهانی اول این ماده مانند یک ماده ی انقلابی بود که نقش اصلی را در صنعت نظامی هوایی ایفا می کرد.
از زمان جنگ جهانی اول به بعد آلومینیوم به یک ماده ی مهم در صنعت هوایی تبدیل شد.
فلزی که باعث شد این اهداف تحقق بیابد، فلز آلومینیوم است.
به مرورور زمان و با پیشرفت علم، آلومینیوم در تمام قسمت های داخلی و خارجی هواپیما گسترش یافت. برای مثال امروزه آلومینیوم دربدنه ی هواپیما، در چارچوب صندلی خلبان در شلنگ های سوخت گیری و … می توانداستفاده شود.
آلیاژ های مهم در صنعت هوایی
به مرور زمان استفاده از فولاد ها چوب و … در بدنه ی هواپیما ها کاهش یافت و آلومینیوم جایگزین آن ها شد. امروزه از آلیاژ های جدید تری از آلومینیئوم استفاده می شود.
آلیاژ های سری 2xx
از این آلیاژ زمانی استفاده می شود که دمای محیط بالا باشد و همچنین ضریب تسلیم افزایش یافته باشد.
آلیاژ های سری 7xx
این آلیاژ برای محیط هایی که دمای پایین تر دارند و تحت بار زیاد می باشند کاربرد دارد همچنین، از این آلیاژ زمانی که مقاومت به خوردگی زیاد، زیر ولتاژ بالا نیاز است، استفاده می شود. پر کاربرد ترین و قوی ترین آلیاژ آلومینیومی، آلیاژ 7075 می باشد که وزن آن تنها یک سوم فولاد است ولی از نظر استحکام با فولاد قابل رقابت می باشد.
آلیاژ های سری 3xx ، 5xx و 6xx
از این آلیاژ ها در قطعه های که بار کم دارند، در سیستم های هیدولیکی، در سیستم های روغن کاری و در سیستم های سوختی می توان بهره مند شد.
شکل آلومینیوم مورد استفاده برای بدنه ی هواپیما ها
بدنه ی آلومینیومی در هواپیما ها در واقع ورق ها و اکستروژن هایی اند که به وسیله ی پرچ ها با هم متصل می شوند. از مدل های دیگر منتاژ کردن هواپیما ها استفاده از پانل های آلومینیومی فشرده می باشد که ترک در این پانل ها فقط تا مرز آن می تواند وارد شود و از این نظر دارای استحکام بالایی می باشند.
فیبر کربن و یا آلومینیوم برای صنعت هوا فضا؟!
آلومینیوم ماده ای است که در صنعت هوایی علاوه بر تامین سبکی مورد نیاز، استحکام کافی را در بازه ی دمایی مورد نظر ما تامین می کند. انسان موجودی بی نهایت طلب است از این رو محققان در پی استفاده از ماده ای مقاوم و سبک تر از آلومینیوم بودند. در حال حاظر یکی از مواد مهمی که برای جایگزاری به جای آلومینیوم در نظر گرفته شده است فیبر های کربن هستند که دارای استحکام بالا و وزن کم می باشند.
ولی با این وجود، مواد فیبر کربن گران تر از مواد آلومینیومی بوده و همچنین به دلیل اینکه از بسیاری موارد هنوز مورد اطمینان نمی باشد، همچنان آلومینیوم در صدر استفاده برای صنعت هوایی می باشد.
مزیت آلیاژهای آلومینیوم در فضاپیما ها
ویژگی مهم برای صنعت هوا و فضا این است که فضا پیمای پرتابی وزن کمی داشته باشد تا با کمترین سوخت بتواند شتاب مورد نیاز را بگیرد و همچنین در هنگام خروج از جو در بازه ی دمایی خیلی گرم و یا خیلی سرد بتواند استحکام خود را حفظ کند. علاوه بر این، متریال مورد استفاده در فضاپیما ها باید در برابر تشعشعات و بار های ارتعاشی مقاوم باشند که آلیاژ های آلومینیومی توانسته اند به آن دست یابند. همچنین آلومینیوم دارای خاصیتی به اسم خاصیت برودتی است، یعنی در دمای کم استحکام و انعطاف پذیری آن زیاد می گردد.
جالب است بدانید بدنه ی اولین ماهواره ای که به فضا پرتاب شد، در سال 1957 در اتحاد جماهیر شوروی، از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده بود.
امروزه می توان گفت همه ی فضاپیماهای مدرن بین 50 الی 90 درصد از آلیاژهای آلومینیوم را در خود جای داده اند. این فلز را می توان در بدنه ی وسایل نقلیه ی شاتل فضایی، در آنتن تلسکوپی تلسکوپ فضایی هابل، مخازن هیدروژن در موشک و … مشاهده کرد.
منبع: شرکت آلومینیوم هزاره سوم میلاد(تولید کننده فویل آلومینیوم)
