تاریخچۀ استفاده از آلومینیوم در صنعت هوافضا

تاریخچۀ استفاده از آلومینیوم در صنعت هوافضا به پیش از اختراع هواپیما برمی‌گردد. در اواخر قرن ۱۹ میلادی، از آلومینیوم در ساخت زپلین (نوعی کشتی هوایی) استفاده می‌شد.

آلومینیوم به عنوان فلز اصلی مورد استفاده در ساخت هواپیما، بسیار ایده‌آل است. سبک‌وزن بودن و مقاومت بالای آلومینیوم سبب شده است که آلومینیوم، انتخاب جذابی برای این صنعت باشد.

آلومینیوم حدود ۳۰ درصد وزن فولاد را دارد و با توجه به استحکام بالا و مقاومت به خوردگی خوب، سلامت مسافران را تا حد بسیار زیادی می‌تواند تضمین کند و هزینۀ سوخت را نیز به شدت کنترل می‌کند.

آیا می‌دانید ۷۵-۸۰ درصد بدنۀ هواپیماهای مدرن از جنس آلومینیوم است؟

استفاده از آلومینیوم در ساخت هواپیما

۲۰۲۴: 

به طور معمول در پوستۀ بدنۀ هواپیما کاربرد دارد هم‌چنین در ساخت قطعات مربوط به بال هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۳۰۰۳:

در بال هواپیما و به صورت آبکاری شده، کاربرد دارد.

۵۰۵۲:

در ساخت مخازن سوخت هواپیما کاربرد دارد. مقاومت به خوردگی بالای این آلیاژ سبب استفاده از این آلیاژ در چنین کاربردی گردیده است.

۶۰۶۱:

در ساخت سکوهای فرود هواپیما کاربرد دارد و در بدنۀ هواپیما نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۷۰۷۵:

یکی از پرکاربردترین آلیاژهای مورد استفاده در سازه‌های هوایی است. این آلیاژ به علت استحکام بالا در صنعت حمل‌ونقل هوایی کاربرد دارد.

تاریخچۀ  استفاده از آلومینیوم در ساخت هواپیما

اولین پرواز تاریخ در ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ توسط برادران رایت اتفاق افتاد. در آن زمان موتورها و بلوک سیلندر خودروها بسیار سنگین بود و امکان استفاده از آن‌ها در ساخت هواپیما وجود نداشت. به همین دلیل برادران رایت نیز در ساخت موتور هواپیمای خودشان از آلومینیوم استفاده کردند. ولی در آن زمان به دلیل گران بودن و کم بودن آلومینیوم، این فلز در بدنۀ هواپیمای برادران رایت جایی نداشت.

یک دهه پس از اختراع هواپیما توسط برادران رایت، استفاده از آلومینیوم رواج بیشتری پیدا کرد.

آلومینیوم در جنگ جهانی اول

در اولین روزهای استفاده از حمل‌ونقل هوایی، چوب، مادۀ اصلی مورد استفاده در تجهیزات هوایی بود و با گذشت زمان و در حین جنگ جهانی اول، آلومینیوم جای چوب را در اکثر قطعات هواپیما گرفت.

نخستین بار در سال ۱۹۱۵ آلمانی‌ها یک هواپیمای تماماَ فلزی ساختند که بخش زیادی از آن از آلومینیوم آلیاژی بود. در آن هواپیما، در کنار آلومینیوم از عناصر آلیاژی نظیر مس، منیزیوم و منگنز استفاده شد. این نوع آلیاژ شبیه به آلیاژ سری ۲۰۰۰ است که امروزه نیز در صنعت هوافضا کاربرد دارد.

عصر طلایی هواپیما

دورۀ مابین جنگ جهانی اول و جنگ جهانی دوم را دورۀ طلایی صنعت هوافضا می‌گویند. رقابت بسیار بالا بین کشورهای اروپایی و آمریکایی سبب پیشرفت صنعت هوانوردی شد.

شرکت فورد در سال ۱۹۲۵ وارد صنعت هوایی شد و با تولید هواپیماهای فلزی ۳ موتوره به نام The Tin Goose تغییر اساسی در این صنعت ایجاد کرد. در اواسط دهۀ ۱۹۳۰ صنعت هوانوردی به شدت رونق گرفت و هواپیماهایی مستحکم، همراه با چرخ‌های مخصوص فرود تولید شدند.

آلومینیوم در جنگ جهانی دوم

 جنگ جهانی دوم به پیشرفت صنعت آلومینیوم کمک زیادی کرد. نیاز به تولید هواپیماهای با وزن کم، موارد مصرف آلومینیوم در هواپیماسازی را بیشتر کرد.

میزان استفاده از آلومینیوم آن‌قدر زیاد شد که در سال ۱۹۴۲ آمریکا، با ساخت برنامه‌های تلویزیونی، مردم را به جمع‌آوری و تحویل قراضه‌های آلومینیومی تشویق می‌کرد.

از جولای ۱۹۴۰ تا آگوست ۱۹۴۵ آمریکا ۲۹۶۰۰۰ هواپیمای حیرت‌انگیز تولید کرد. صنعت هوانوردی ایالات متحده، نه تنها نیاز آمریکا را در طول جنگ جهانی دوم برطرف کرد، بلکه نیاز هوایی هم‌پیمانان آمریکا هم‌چون انگلیس را نیز برآورده کرد.

کارخانه‌های هواپیماسازی آمریکا در سال ۱۹۴۴ در هر ساعت ۱۱ هواپیما تولید می‌کردند که عمدۀ آن‌ها از جنس آلومینیوم بودند.

جنگ جهانی دوم سبب شد که ایالات متحده در صنعت هوایی چنان پیشرفتی کند که در پایان جنگ، ایالات متحده، قوی‌ترین صنعت هوایی دنیا را به خود اختصاص دهد.

دوران مدرن

پس از دوران جنگ جهانی، آلومینیوم کماکان جزو اصلی‌ترین مواد سازندۀ هواپیما باقی ماند و با اصلاح آلیاژها کاربردهای آلومینیوم در صنعت هوافضا بیش از گذشته شد. آلومینیوم سبب می‌شود هواپیماهایی سبک ساخته شوند که بتوانند بار بیشتری را تحمل کنند و در مقابل خوردگی مقاومت کنند. این هواپیماها مصرف سوخت بسیار کمتری دارند و به خاطر تمام این موارد، اصلی‌ترین انتخاب برای ساخت هواپیما، آلومینیوم است.

هواپیمای کنکورد (Concorde) که با سرعتی دوبرابر سرعت هواپیماهای معمولی حرکت می‌کند؛ پوسته‌ای از جنس آلومینیوم دارد.

هواپیماهای بوئینگ ۷۳۷ که پرفروش‌ترین هواپیمای تجاری است و بیشترین مسافربری را انجام می‌دهد؛ ۸۰ درصد از آلومینیوم است.

در هواپیماهای امروزی از آلومینیوم در کاربردهای متفاوتی بهره گرفته می‌شود از جمله: پوستۀ بدنه، بال، لوله‌های اگزوز، کف و در هواپیما، توربین‌های موتور، کابین خلبان و … .

اکتشافات فضایی

آلومینیوم علاوه بر کاربرد در هواپیما، در ساخت فضاپیما نیز کاربرد دارد. در ساخت فضاپیما، وزن کم همراه با قدرت بالا بسیار بااهمیت است. در سال ۱۹۵۷ اتحادیۀ جماهیر شوروی، برای اولین بار ماهواره‎ای از جنس آلومینیوم را به فضا پرتاب کرد.

در ساخت تمام فضاپیماها حدود ۵۰ تا ۹۰ درصد مواد سازنده، آلومینیوم است. حتی در ساخت فضاپیماهایی نظیر آپولو و ایستگاه فضایی شاتل نیز از آلومینیوم استفاده می‌شود.

در ساخت فضاپیمای اوریون (Orion ) از آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم استفاده شده است. این فضاپیما جهت بررسی سیارک‌ها و سیارۀ مریخ کاربرد دارد.

این مقاله با اندکی تغییر توسط تیم محتوای شرکت عصر صنعت اشراق، از وبلاگ شرکت Metal Supermarkets ترجمه شده است.