Havacılık ve havacılık
Alüminyum, insanların uçmasına izin veren metal olarak kabul edilir. Hafif, güçlü ve esnektir, bu da onu havadan ağır uçaklar yapmak için ideal bir malzeme haline getirir. Alüminyumun bazı çevrelerde "kanatlı metal" olarak bilinmesinin bir nedeni var. Modern bir uçağın yüzde 75 ila 80'i alüminyumdan yapılmıştır ve aslında alüminyum, uçağın icadından önce havacılıkta ilk kez kullanılmıştır. Kont Ferdinand Zeppelin, ünlü zeplininin çerçevesini alüminyumdan böyle yaptı. Modern havacılığın temelini oluşturan atılım, 1903'te Wright kardeşlerin Flyer-1'lerini uçurmasıyla gerçekleşti. Havadan daha ağır olan ilk manevra kabiliyetine sahip uçak. Zamanın otomobil motorları, uçağın kalkması için yeterli gücü sağlayamayacak kadar ağırdı. Bu nedenle Flier-1 uçağı için alüminyumdan yapılmış silindir bloğu gibi parçalar içeren özel bir motor yapıldı.
Kademeli olarak ahşap, alüminyum, çelik ve diğer malzemelerin yerini alan ilk uçak ve 1917'de ünlü Alman uçak tasarımcısı Hugo Schwartz's Forty. Dünyanın ilk tamamen metal gövdesi sert alüminyum, alüminyum alaşımı, bakırdan (% 4,5) yapılmıştır. ve ayrıca magnezyum (% 4,5). (% 1.5) ve manganez (% 0.5). Bu benzersiz alaşım 1909'da Alfred Wilm tarafından geliştirildi ve aynı zamanda "aşınabildiğini" buldu, bu da uzun bir ısıl işlemden sonra önemli ölçüde daha güçlü hale geldiği anlamına geliyor.
O zamandan beri alüminyum, havacılık endüstrisi için önemli bir üretim malzemesi haline geldi. Hava taşıtlarında kullanılan alüminyum alaşımlarının bileşimi değişti ve uçaklar gelişti, ancak uçak tasarımcılarının temel amacı aynı kalıyor: mümkün olduğunca az yakıt kullanarak mümkün olan en yüksek kapasiteye sahip, olabildiğince hafif bir uçak inşa etmek ve paslanmayan bir gövde ile. olabildiğince hafif, mümkün olan maksimum kapasiteye sahip, mümkün olduğunca az yakıt kullanan ve gövdede paslanma yapmayan bir uçak. Havacılık mühendislerinin tüm bu hedefleri vurmasını sağlayan alüminyumdur. Modern hava taşıtlarında hemen hemen her yerde alüminyum kullanılmaktadır: gövdede, kaplamada, kanat bölmelerinde ve dümenlerde, emniyet sistemlerinde, egzoz kanallarında, besleme bloklarında, Yakıt ikmal hortumlarında, kapılarda ve zeminde, Pilot ve yolcu koltuklarının çerçeveleri, yakıt nozullarında, hidrolik sistemde, kabin iç kolonlarında, bilyalı yataklar, kokpit aletlerinde, motor türbinlerinde ve daha birçok yerde kullanılmaktadır. Ağırlıklı olarak havacılık uygulamaları için kullanılan alüminyum alaşımları, 2хххх3ххххх5ххх6хххх7хххх serileridir. 7xxx alaşımları için 2xxx serisi önerilir, düşük sıcaklık ortamlarında yüksek yüklü bileşenler ve yüksek voltajların gerekli olduğu uygulamalar için kullanılır. 3xxx, 5xxx ve 6xxx alaşımları düşük yüklü bileşenlerin yanı sıra hidrolik, petrol ve gaz uygulamaları için kullanılır. Yağlama ve yakıt sistemleri. En çok kullanılan alaşım alüminyum, çinko, magnezyum ve bakırdan oluşan 7075'tir. Tüm alüminyum alaşımlarının en güçlüsüdür ve bu açıdan çeliğe rakip olur, ancak çeliğin ağırlığının yalnızca üçte biri kadardır.
En çok kullanılan alaşım alüminyum, çinko, magnezyum ve bakırdan oluşan 7075'tir. Tüm alüminyum alaşımlarının en güçlüsüdür ve bu açıdan çeliğe rakip olur, ancak çeliğin ağırlığının yalnızca üçte biri kadardır.
Uçaklar, perçinlerle tutturulmuş ince sac ve kesitlerden monte edilir. Bir uçaktaki perçin sayısı milyonları bulabilir. Bazı modellerde kaplama yerine preslenmiş panel kullanılır ve böyle bir panelin sınırlarına ancak çatlak olması durumunda ulaşabilir. Örneğin, dünyanın en büyük kargo uçağı An-124-100 Ruslan'ın kanatları 9 metre genişliğinde sekiz alüminyum panelden oluşuyor. 120 tona kadar kargo taşıyabilir. Kanatlar, hasarlı panellerde dahi çalışmaya devam edecek şekilde tasarlanmıştır. Günümüzde uçak tasarımcıları, alüminyumun tüm avantajlarına sahip ancak daha hafif olan yeni bir malzeme arıyor. Tek adayları karbon fiber. Çapı 5 ile 15 mikron arasında değişen ipliklerden oluşur ve esas olarak karbon atomlarından oluşur. Gövdesi tamamen kompozit malzemelerden yapılmış ilk uçak, 2011 yılında ilk uçuşunu gerçekleştiren Boeing 787 Dreamliner oldu. Ticari uçuşlar. Bununla birlikte, kompozit uçakların üretimi alüminyum uçaklara göre çok daha pahalıdır. Ek olarak, karbon kompozitler genellikle gerekli güvenlik seviyesini sağlamaz.
Alüminyum sadece havacılık endüstrisinde değil, aynı zamanda düşük ağırlık ve maksimum mukavemet kombinasyonu için de vazgeçilmez olduğunu kanıtlamıştır 1957'de Sovyetler Birliği'nde fırlatılan ilk yapay uydunun ana gövdesi alüminyum alaşımından yapılmıştır. Tüm modern uzay araçları 50 içerir bileşenlerinde yüzde 90'a kadar alüminyum alaşımları. Uzay mekiğinin gövdesinde kullanılan alüminyum alaşımları Hubble Uzay Teleskobu'nun teleskopik antenlerinde bulunur; Roketlerde kullanılan hidrojen tankları alüminyum alaşımdan yapılmıştır, roketin ucu alüminyum alaşımdan yapılmıştır, fırlatma aracının ve yörünge istasyonunun bileşenleri ve güneş panellerinin sabitlenmesi Hücre - Tüm bu elemanlar alüminyumdan yapılmıştır. alaşım.
Katı yakıtlı roket iticiler bile alüminyumdan yapılmıştır. Uzay uçuşunun ilk aşamasında kullanılan bu güçlendiriciler, alüminyum tozu, oksitleyiciler (amonyum perklorat gibi) ve bağlayıcılardan oluşur. Örneğin dünyanın en güçlü fırlatma aracı Saturn-5 (140 ton yükü yörüngeye taşıyabilen) yörüngeye yaptığı yolculuk sırasında 36 ton alüminyum tozu yakıldı.
Uzay aracında kullanılan alüminyum alaşımlarının temel avantajı, yüksek ve düşük sıcaklıklara, titreşim yüklerine ve radyasyona dayanabilmeleridir. Ek olarak, düşük sıcaklıkta güçlendirme özelliklerine sahiptirler, yani güçleri ve esneklikleri yalnızca sıcaklık düştükçe artar. Havacılıkta en yaygın kullanılan alaşımlar arasında alüminyum ve titanyum, alüminyum ve nikel ve alüminyum, krom ve demir kombinasyonları bulunur.