آلومینیوم با وجود خواصی که دارد مثل وزن سبک نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی یک انتخاب ترجیحی در بین مواد فلزی برای کاربردهای هوافضا است. در هواپیما ها از فلزات غیر آهنی زیادی شامل منیزیم ، تیتانیوم مس و سوپر آلیاژها استفاده می شود و به دلیل استفاده از این تولید رسانایی الکتریکی و حرارتی مناسب و وزن پایین می باشد.
مهم ترین فلزات و آلیاژهای وسایل نقلیه ی هوایی عبارتند از :
- فولاد
- تیتانیوم
- نیکل
- آلومینیوم
- تانتالیم
- مولبیدم
- تنگستن
- برلیم
- کبالت
درصد استفاده از آلومینیوم ، تیتانیوم و فولاد بسیار بیشتر از سایر فلز ها در ساخت هواپیما است و به همین خاطر آلیاژ های خاصی در جاهای خاصی مثل اجزای داخلی موتور هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد .
مزایای آلومینیوم برای هواپیما عبارتند از :
- هزینه کم
- میزان سخت کمتر
- رسانای الکتریکی بالا
- دوام در محیط های که دما و فشار زیاد است
- شکل پذیری و امکان ساخت آسان برای قطعات کوچکتر هواپیما
- مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی
- وزن کم وسبک بودن
- مقاومت بالا
فلزات زیادی در صنایع مختلف استفاده می شود که هر کدام دارای مزایا و معایب زیادی هستند اما در این میان فلز آلومینیوم و آلیاژهای به دست آمده از آن بهترین گزینه برای ساخت بدنه هواپیما است هواپیما باید به دلیل قرار گرفتن در آسمان و جو استحکام و مقاومت بالایی را در برابر تنش های وارد شده در طول پرواز داشته باشد که تمامی این موارد توسط فلز الومینیوم میسر می شود.
در ساخت قطعات هواپیما از آلومینیوم استفاده می شود که مهم ترین قطعات عبارتند از :
- سکان
- درها
- کف
- بدنه اصلی هواپیما
- پنل های بال
- صندلی ها
- توربین های موتور
- دستگاه های کابین خلبان
کاربرد انواع آلیاژهای آلومینیوم در صنعت هواپیما سازی
آلیاژ2024
یکی از متداول ترین آلیاژهای آلومینیوم برای ساخت هواپیما است این آلیاژعمدتا حاوی عنصر مس است که استحکام بسیار زیادی دارد ساخت بدنه و بالاپوش هواپیما ترمیم و تعمیر اجزا نیز با این گرید انجام می شود داشتن عنصر مس و استفاده در بال و بدنه هواپیما به دلیل مقاومت زمانی که نیاز به درصد بالایی از استحکام نیاز است می توان از این آلیاژ استفاده کرد.
آلیاژ3003
ساخت لوله و بافل های موجود در هواپیما از این آلیاژ است.
آلیاژ 5052
این گرید بهترین گزینه برای ساخت محافظ و تاک سوخت است زیرا مقاومت در برابر خورد گی دارد و بسیار مناسب است و این آلیاژ به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی در خصوص آب شور دریا از خود مقاومت نشان می دهد.
آلیاژ 6061
این آلیاژ حاوی سیلیکون و منیزیم است که در برابر خوردگی مقاومت دارد و به دلیل جوش پذیری بالا محبوبیت دارد و اغلب در هواپیما های شخصی و کوچک مورد استفاده قرار میگیرد برای سیستم فرود هواپیما و کاربردهای داخلی مورد استفاده قرار می گیرد دارای کاربرد زیاد در ساخت بال و بدنه هواپیما به دلیل جوش پذیری آسان
آلیاژ6063
مفید ترین آلیاژ آلومینیوم است این نوع آلیاژ شباهت زیادی به آلیاژ 6061 دارد در اکثر هواپیماهای مسافرتی کاربرد دارد و می تواند مقاومت بالایی در برابر محیط و تنش های حاصل از آن داشته باشد
آلیاژ 7068
دارای وزن کم و مقاومت بالا در برابر خوردگی
آلیاژ7050
مقاومت بالا در برابر شکستگی خوردگی و زنگ زدگی را دارد .
آلیاژ 7075
این گرید به دلیل دارا بودن استحکام بسیار بالا می تواند در بدنه هواپیما به کار برود به دلیل وزن سبک و استحکام بالا با اکثر فولادها مقایسه می شود برای ساخت قاب اصلی بدنه هواپیما استفاده می شود هیچ آلیاژ آلومینیوم دیگری از نظر استحکام کششی با آلیاژ 7075 برابری نمی کند و سختی آن به طور مداوم در خال افزایش است با استفاده از این نوع آلیاژ بدنه هواپیما پرواز سریع تر، ایمن تر و ارزان تر است اما جوشکاری این نوع آلیاژ به دلیل محتوای مس زیاد آن دشوار است.
آلیاژ 7475
این آلیاژ اصلی مورد استفاده در صنعت هوافضا است که دارای استحکام و سختی بالا مقاومت بالا در برابر دمای بالا و همچنین مقاومت در برابر خوردگی را دارد و برای ساخت بدنه سازه های بال و غیره استفاده می شود.
تیتانیوم
تیتانیوم از آن دسته آلیاژ های بسیار مستحکمی است که وزنشان از آلیاژ هایی مانند آلومینیوم بیشتر است اما در بعضی موارد جایگزین بسیار خوب بوده است به عنوان مثال فلزی همانند تیتانیوم تقریبا 9 درصد وزن هواپیما های بوئینگ را به خود اختصاص داده است .
الیاف
الیاف ها نیز همانند پارچه هستند و از جنس الیاف های مختلفی همانند شیشه کربن،کولاروغیره ساخته می شود کولار همان الیاف کربنی است که در ساخت جعبه سیاه هواپیما استفاده می شود.
سخن پایانی
آلیاژ آلومینیوم یک ماده انتخابی ایده ال در کاربردهای ساختارهای هوافضای است آلومینیوم در اکثر هواپیما ها تا80 درصد از مواد مورد استفاده را پوشش می دهند چگالی کم، استحکام بالا، سفتی لاستیک خوب ،شکل پذیری بالا، مقاومت در برابر خوردگی وقیمت متوسط آلیاژ آلومینیوم را به یکی از مهم ترین مواد برای کاربردهای هوافضا تبدیل کرده است .