铝在航空航天工业中的历史

时间:2022-02-18 点击:431次

您知道铝占现代飞机的 75%-80% 吗？！

航空航天工业中铝的历史可以追溯到很久以前。事实上，在飞机发明之前，铝就已用于航空领域。在 19 世纪后期，费迪南德·齐柏林伯爵使用铝制造他著名的齐柏林飞艇的框架。

铝质轻且坚固，是飞机制造的理想选择。铝的重量大约是钢的三分之一，使飞机能够承载更多的重量，或者变得更省油。此外，铝的高耐腐蚀性能确保飞机及其乘客的安全。

常见的航空铝材等级

2024 – 通常用于飞机蒙皮、整流罩、飞机结构。也用于修复和修复。

3003 - 这种铝板广泛用于整流罩和挡板电镀。

5052——常用于制造油箱。 5052 具有出色的耐腐蚀性（特别是在海洋应用中）。

6061 – 通常用于飞机着陆垫和许多其他非航空结构最终用途。

7075 – 通常用于加强飞机结构。 7075 是一种高强度合金，是航空工业中最常用的牌号之一（仅次于 2024 ）。

铝在航空航天工业中的历史

1903 年 12 月 17 日，莱特兄弟用他们的飞机莱特飞行器进行了世界上第一次人类飞行。

航空航天工业中的铝

当时，汽车发动机非常笨重，无法提供足够的动力来实现起飞，因此莱特兄弟制造了一种特殊的发动机，其中气缸体和其他部件由铝制成。

由于铝材没有广泛使用并且价格昂贵，因此飞机本身是由锡特卡云杉和用帆布覆盖的竹框架制成的。由于飞机的低空速和有限的升力产生能力，保持框架极轻是必不可少的，木材是唯一可行的轻到足以飞行的材料，但又足够坚固以承载所需的负载。

铝的使用需要十多年的时间才能变得更普遍。

第一次世界大战

木制飞机在航空业的早期就留下了自己的印记，但在第一次世界大战期间，轻质铝开始取代木材成为航空航天制造的重要组成部分。

1915 年，德国飞机设计师雨果·容克斯制造了世界上第一架全金属飞机；容克斯 J 1 单翼飞机。它的机身由包含铜、镁和锰的铝合金制成。

航空的黄金时代

第一次世界大战和第二次世界大战之间的时期被称为航空的黄金时代

在 1920 年代，美国人和欧洲人参加了飞机比赛，这导致了设计和性能方面的创新。双翼飞机被更流线型的单翼飞机取代，并且过渡到由铝合金制成的全金属框架。

1925 年，福特汽车公司进入航空业。亨利福特设计了 4-AT，这是一种使用波纹铝的三引擎全金属飞机。它被称为“The Tin Goose”，立即受到乘客和航空公司的欢迎。

到 1930 年代中期，出现了一种新的流线型飞机形状，具有紧密罩的多个发动机、收起的起落架、可变螺距螺旋桨和应力蒙皮铝结构。

第二次世界大战

在第二次世界大战期间，许多军事应用需要铝——尤其是飞机框架的建造——这导致铝产量飙升。

在 1940 年 7 月至 1945 年 8 月期间，美国生产了惊人的 296,000 架飞机。一半以上主要由铝制成。美国航空航天业能够满足美国军方以及包括英国在内的美国盟友的需求。在 1944 年的鼎盛时期，美国飞机厂每小时生产 11 架飞机。

到战争结束时，美国拥有世界上最强大的空军。

现代

自战争结束以来，铝已成为飞机制造中不可或缺的一部分。虽然铝合金的成分有所改善，但铝的优点保持不变。铝使设计师能够制造出尽可能轻、可以承载重物、使用最少燃料并且不生锈的飞机。

在现代飞机制造中，铝无处不在。以超过两倍音速飞行 27 年的协和飞机采用铝制外壳制造。

波音 737 是最畅销的喷气式商用客机，它使大众航空旅行成为现实，它的 80% 是铝。

今天的飞机在机身、机翼窗格、方向舵、排气管、门和地板、座椅、发动机涡轮和驾驶舱仪表中使用铝。

太空探索

铝不仅在飞机中是无价之宝，在航天器中也是如此，在航天器中，低重量加上最大强度更是至关重要。1957年，苏联发射了第一颗人造卫星，人造地球卫星1号，它是由铝合金制成的。

所有的现代航天器都由50% 到90% 的铝合金组成。铝合金已广泛应用于阿波罗飞船、天空实验室空间站、航天飞机和国际空间站。

目前正在开发的“猎户座”宇宙飞船旨在允许人类探索小行星和火星。制造商洛克希德 · 马丁公司已经为猎户座的主要结构部件选择了一种铝锂合金。