Знаете ли вы, чтоАлюминийсоставляет 75%-80% современного самолета?!
История алюминия в аэрокосмической промышленности уходит корнями в далекое прошлое. Более того, алюминий использовался в авиации ещё до изобретения самолётов. В конце XIX века граф Фердинанд Цеппелин использовал алюминий для изготовления каркасов своих знаменитых дирижаблей.
Алюминий идеально подходит для производства самолётов благодаря своей лёгкости и прочности. Алюминий примерно в три раза легче стали, что позволяет самолёту перевозить больше груза и экономить топливо. Кроме того, высокая коррозионная стойкость алюминия обеспечивает безопасность самолёта и пассажиров.
Распространенные марки алюминия для аэрокосмической промышленности
2024– Обычно используется для обшивки, капотов и других элементов конструкции самолётов. Также используется для ремонта и реставрации.
3003– Этот алюминиевый лист широко используется для изготовления капотов и перегородок.
5052– Обычно используется для изготовления топливных баков. 5052 обладает превосходной коррозионной стойкостью (особенно в морских условиях).
6061– Обычно используется для посадочных матов самолетов и многих других неавиационных конструктивных элементов.
7075– Обычно используется для усиления конструкций самолетов. 7075 — высокопрочный сплав и одна из самых распространенных марок, используемых в авиационной промышленности (после 2024 года).
История алюминия в аэрокосмической промышленности
Братья Райт
17 декабря 1903 года братья Райт совершили первый в мире полет человека на своем самолете Wright Flyer.
Летательный аппарат братьев Райт
В то время автомобильные двигатели были очень тяжелыми и не обеспечивали достаточной мощности для взлета, поэтому братья Райт построили специальный двигатель, в котором блок цилиндров и другие детали были изготовлены из алюминия.
Поскольку алюминий был малодоступен и стоил непомерно дорого, сам самолёт был сделан из каркаса из ситхинской ели и бамбука, обтянутого брезентом. Из-за низкой скорости полёта и ограниченной подъёмной силы самолёта, крайне важно было сделать каркас максимально лёгким, и дерево было единственным подходящим материалом, достаточно лёгким для полёта, но при этом достаточно прочным, чтобы выдерживать требуемую нагрузку.
Потребовалось более десятилетия, чтобы использование алюминия стало более распространенным.
Первая мировая война
Деревянные самолеты появились на заре авиации, но во время Первой мировой войны легкий алюминий начал вытеснять древесину в качестве основного компонента для производства аэрокосмической техники.
В 1915 году немецкий авиаконструктор Хуго Юнкерс построил первый в мире цельнометаллический самолёт — моноплан Junkers J 1. Его фюзеляж был изготовлен из алюминиевого сплава с добавлением меди, магния и марганца.
Юнкерс J 1
Золотой век авиации
Период между Первой и Второй мировыми войнами стал известен как Золотой век авиации.
В 1920-х годах американцы и европейцы соревновались в авиагонках, что привело к инновациям в конструкции и летных характеристиках. Бипланы были заменены более обтекаемыми монопланами, а также произошел переход к цельнометаллическим рамам из алюминиевых сплавов.
«Жестяной гусь»
В 1925 году компания Ford Motor Co. вышла на рынок авиаперевозок. Генри Форд спроектировал 4-AT — трёхмоторный цельнометаллический самолёт с корпусом из гофрированного алюминия. Прозванный «Жестяным гусем», он мгновенно завоевал популярность у пассажиров и авиакомпаний.
К середине 1930-х годов появилась новая обтекаемая форма самолета с плотно закрытыми двигателями, убирающимися шасси, винтами изменяемого шага и конструкцией из алюминия с несущей обшивкой.
Вторая мировая война
Во время Второй мировой войны алюминий был необходим для многочисленных военных целей, в частности, для строительства каркасов самолетов, что привело к резкому росту его производства.
Спрос на алюминий был настолько велик, что в 1942 году радиостанция WOR-NYC транслировала радиопередачу «Алюминий для обороны», призывая американцев сдавать алюминиевый лом на нужды фронта. Поощрялась переработка алюминия, а организация «Tinfoil Drives» предлагала бесплатные билеты в кино в обмен на шарики алюминиевой фольги.
В период с июля 1940 года по август 1945 года США произвели колоссальное количество самолётов – 296 000. Более половины из них были изготовлены преимущественно из алюминия. Американская аэрокосмическая промышленность была способна удовлетворить потребности американской армии, а также союзников, включая Великобританию. В период своего расцвета в 1944 году американские авиазаводы производили 11 самолётов в час.
К концу войны у Америки были самые мощные военно-воздушные силы в мире.
Современная эпоха
После окончания войны алюминий стал неотъемлемой частью авиастроения. Хотя состав алюминиевых сплавов улучшился, его преимущества остались прежними. Алюминий позволяет конструкторам создавать максимально лёгкие самолёты, способные перевозить большие грузы, потребляющие минимальное количество топлива и не подверженные ржавчине.
Конкорд
В современном авиастроении алюминий используется повсеместно. «Конкорд», который в течение 27 лет перевозил пассажиров со скоростью, превышающей скорость звука более чем в два раза, был построен с алюминиевой обшивкой.
Boeing 737, самый продаваемый реактивный коммерческий авиалайнер, сделавший авиаперевозки масс реальностью, на 80% состоит из алюминия.
В современных самолетах алюминий используется для изготовления фюзеляжа, крыльевых панелей, руля направления, выхлопных труб, дверей и полов, сидений, турбин двигателей и приборов кабины.
Исследование космоса
Алюминий бесценен не только в самолётах, но и в космических аппаратах, где малый вес в сочетании с максимальной прочностью ещё важнее. В 1957 году Советский Союз запустил первый спутник, «Спутник-1», изготовленный из алюминиевого сплава.
Все современные космические аппараты на 50–90% состоят из алюминиевых сплавов. Алюминиевые сплавы широко использовались в космических кораблях «Аполлон», космической станции «Скайлэб», космических челноках и Международной космической станции.
Космический корабль «Орион», находящийся в разработке, предназначен для исследования астероидов и Марса человеком. Производитель, компания Lockheed Martin, выбрала алюминиево-литиевый сплав для основных конструктивных компонентов «Ориона».
Космическая станция «Скайлэб»
Время публикации: 20 июля 2023 г.