Из какого сплава делают самолеты: Из какого металла делают самолеты

Из чего делают самолеты (металл)

Бумажные самолетики для детей

Существует множество игрушек, которыми дети любят играть. Но есть одна игрушка, существующая уже много лет и которая всегда завоевывает сердце детей, конечно же это бумажные самолетики! Их легко изготовить, они могут летать, и это очень весело! Когда ребенок делает бумажный самолетик своими руками, цель состоит в том, чтобы он летал лучше, быстрее и выше. Дети в школе устраивают соревнования, им приходится пробовать разные методы их изготовления, пробуют новые формы и придумывают свой оригинальный дизайн, разукрашивая во всевозможные цвета. Здесь представлено только четыре коллажа самых простых моделей.

Бумажный самолетик стрела. Это классический дизайн, который очень легко сложить и отличный вариант для новичков.

Морской планер. Модель имитирует полет чайки. Конечно, более сложный самолетик, чем первый, но зато лучше летает.

Гудящий самолетик. Данная модель идеально подходит для длительных полетов, а на лету издает гудящий звук, будто летит муха.

Бумажный самолетик истребитель. По сравнению с предыдущими вариантами, такой самолетик из бумаги сделать намного сложнее. Но зато это самая скоростная модель, что делает ее одним фаворитом у детей.

Источник фото: www.lingokids.com/blog/posts/best-paper-airplane

Из какого металла делают самолеты

Рубрика: Самолеты Опубликовано 11 октября

То, что при создании самолетов – что больших, что легкомоторных, используют металл – ни для кого не секрет. Но вот вопрос – из какого металла делают самолеты, не дает покоя многим. Действительно, для производства самолетов не подойдет обычный металл, и просто так взять сталь или обычный алюминий – плохая идея. В этой статье мы с вами вместе разберемся в данном вопросе.

Основной материал, который используется для обшивки кузова – дюралюминий. Материал был изобретен уже достаточно давно, а в 1940-ых его в СССР называли дуралюминий. Это не правильное слово, но сути не меняет. От обычного алюминия данный металл отличается повышенной прочностью. Это достигается благодаря добавлению примесей. Токарная обработка металла чем-то похожа на данный процесс, так как в ходе изготовления дюралюминия его тоже обрабатывают.

Для конструкторов самое главное – это прочность и вес металла. Поэтому были полностью отметены некоторые варианты, которые либо не предлагали нужной прочности, либо были через чур тяжелыми. Но и при этом, самолеты получаются очень тяжелыми. Когда каждый килограмм напрямую влияет на расход топлива, а значит и на стоимость полета.

Свойства руд

Отвечать на вопрос: какими свойствами обладает железная руда, не совсем просто. Хотя бы потому, что перечень свойств зависит от процента данного металла в руде и количества посторонних примесей. К примеру, красный железняк, содержащий гематит (Fe2O3), содержит в себе целых 70% железа от общего количества.

В общем и целом, кстати, целесообразной добычей железа считается только та, где в рудах содержится от 40% железа и выше. Данная цифра действительно дает понять, что железо распространено в окружающем мире многократно больше других элементов. К примеру, для того же урана, содержание его в руде в количестве 2% считалось бы небывалой удачей…

Но вернемся к нашему красному железняку. Давая характеристику железной руде, можно сказать, что красный железняк представляет собой диапазон от порошкового вещества до плотного.

Лимонит (он же – бурый железняк), также является рудой железа, однако она представляет собой пористую и рыхлую породу, содержащую весомые доли фосфора и марганца. Пустой породой у него часто выступает глина. В силу чего, кстати, довольно легко поддается извлечению железа. Потому из него часто делают чугун.

Крылья

Очень сложно найти самолет, устройство которого не предусматривало бы размещение наиболее узнаваемой его части – крыльев. Этот элемент служит для формирования подъемной мощи, и в современных конструкциях для увеличения этого параметра крылья размещают в плоском основании фюзеляжа самолета.

Сами крылья предусматривают в своей конструкции наличие специальных механизмов, при поддержке которых исполняется поворот самолета в одну из сторон. Кроме того, данная часть летательного аппарата снабжается взлетно-посадочным устройством, что регулирует движение самолета в моменты взлетов и посадок, и оказывают помощь в контроле взлетной и посадочной скоростей. Нужно еще подметить, что некоторые конструкции самолетов предусматривают наличие топливных баков в крыльях.

Реактивная модель из отдельных бумажных элементов

Интересный космический корабль типа «шаттл» получается из разноцветной бумаги. Отдельные цветные элементы сделают поделку ярче.

Приготовить 3 квадратных листа бумаги красного, синего, желтого цветов. Размер – одинаковый.

Пошаговая инструкция:

Сложить красный квадрат таким образом, чтобы получился двойной треугольник.

Затем, с каждой стороны отогнуть верхние углы вниз. Расправить заготовку, загнуть нижние углы сначала вверх, затем по намеченной линии – внутрь.

Желтый квадрат нужен для изготовления задней части самолета. Все работы аналогичны красному модулю.

После того как уголки отогнуты вниз, нужно боковые загнуть в горизонтальном направлении, а затем вверх. Синий квадрат – хвост. Вначале проводятся аналогичные действия, пока не получится двойной треугольник. Затем уголки, расположенные по бокам, загнуть внутрь.

Осталась сборка. Красные модули вставляются в желтые. Деталь нужно перевернуть и вставить синие модули.

Реактивный самолет-оригами готов. Можно играть! Он настолько яркий, что кажется, будто бы сделана аппликация из разноцветной бумаги.

https://youtube.com/watch?v=JFnC4YMY7js

Хвостовое оперенье

Данный элемент строения летательного аппарата является не менее важным элементом. Хвост самолета состоит из киля и стабилизатора. Стабилизатор так же, как и крылья, имеет две консоли – правую и левую; основным предназначением данного элемента является регулирование движения самолета и сохранение заданной высоты с учетом влияния различных погодных условий.

Киль так же является неотъемлемой составной частью хвостового оперенья, что несет ответственность за поддержание нужного направления самолета во время его полета. С целью произведения изменения высоты и направления были созданы два специальных руля, каждый из которых управляет своей частью хвостового оперенья. Важным моментом является то, что не всегда элементы воздушных судов могут называться именно такими именами: так, например, опереньем могут называть хвостовую часть фюзеляжа, а иногда таким именованием обозначают лишь киль.

Материалы, из которых делают самолет

К основным материалам, из которых делаются самолеты, относятся различные металлы, их сплавы и композиционные материалы. Рассмотрим подробнее принципы работы с этими материалами.

Алюминий

Большая часть конструкции самолета изготавливается из алюминия и его сплавов. Он идеально для этого подходит, прежде всего, из-за своего небольшого веса, а также из-за широких возможностей менять свои свойства в сочетании с различными добавками.

Так, для изготовления планеров, подвергающимся небольшим аэродинамическим нагревам, используется дуралюмин, представляющий собой высокопрочный алюминиевый сплав с примесью меди, марганца и магния. Для температурно нагружаемых оболочек планера и силовых элементов скелета самолета используются сплавы алюминия повышенной жаропрочности, с добавлением магния. Такие сплавы также используются для изготовления отдельных элементов конструкции двигателя, работающих в умеренном тепловом режиме (лопатки, крыльчатки, диски компрессора первого контура).

Алюминиевые сплавы с добавлением кремния применяют для литья сложных по форме деталей, с небольшой нагруженностью. Эти сплавы обладают хорошей текучестью и заполняемостью в нагретом состоянии. Из них изготавливают: кронштейны, рычаги, фланцы. Их также используют для изготовления некоторых деталей двигателя: корпуса компрессоров, картеры, различные патрубки и др.

Титан

Из титана изготавливаются корпуса сверхзвуковых самолетов, передние края крыльев и стабилизаторов. Титановые сплавы широко применяются в конструкциях шасси, узлах крепления закрылков, в силовых элементах. В реактивных двигателях из титана изготавливаются детали, подвергающиеся высокотемпературным нагрузкам: лопатки компрессоров и диски компрессоров второго контура, кожухи камер сгорания, сопла реактивных двигателей.

Сталь

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Она довольно широко используется при изготовлении самолетов. В авиации в основном применяется конструкционная сталь с содержанием от 0,05 до 0,55% углерода. Из стали изготавливают отдельные элементы силового набора конструкции, детали шасси, болты, заклепки. Жаропрочная сталь идет на изготовление обшивок самолетов, развивающих большие скорости.

Технология изготовления изделий из металла

Прежде чем осуществить выпуск готовой продукции, производители изделий из металла должны провести ряд технологических операций, которые необходимы для придания им определенных характеристик.

На металлообрабатывающие предприятия металлургическая промышленность поставляет сырье (металлопрокат) в виде различных полуфабрикатов. При этом хрупкие сплавы (чугун и бронза) поступают массивных чушках, а другие материалы могут поставляться в прутках, в листах или болванках разных размеров.

После механической обработки металлопроката получают необходимые изделия и конструкции. Чтобы готовая продукция соответствовала требуемым стандартам и ГОСТам, все технологические операции должны проходит в соответствии с определенными требованиями. Нарушение технологии часто приводит к появлению дефектов изделий (явных или скрытых).

Самолетик из бумаги

Для поделки нужно немного: лист бумаги и твердая рука. Иногда еще линейка.

Обратите внимание! Лист бумаги, из которого вы будете делать самолет, должен быть совершенно ровным и гладким. Любые шероховатости и дефекты резко снижают летные качества поделки

Простая схема бумажного самолетика

Для него не потребуется ничего кроме бумаги. Лист должен быть прямоугольным: из школьной тетради или офисная бумага для принтера. Полетели!

1. Лист складываем пополам вдоль.
2. Загибаем углы с двух сторон. Они должны занять примерно одну треть листа и плотно соприкасаться друг с другом «конвертиком».
3. Загибаем получившийся «конвертик» целиком вниз. Между его «носом» и краем бумаги еще остается пространство.
4. Берем два верхних угла получившейся конструкции и сгибаем внутрь. Они плотно прилегают друг другу, из-под них виден «нос» «конверта».
5. Загибаем «нос» вверх.
6. Складываем получившуюся заготовку пополам наружу. «Нос» при этом перегибается пополам.
7. Отгибаем с каждой стороны по «крылу».

Все, наш простой самолетик можно запускать.

Если хотите повысить летные характеристики, сгибы можно проглаживать не только рукой, но и линейкой – это позволит сделать их острыми и четкими.

Основные авиазаводы России

Чтобы увидеть, где в России делают самолеты, нужно открыть карту. География расположения авиазаводов на территории России представлена весьма разнообразно, от западных границ до Дальнего Востока.

Иркутский авиационный завод

В Южном административном округе, в Ростове –на-Дону и в Таганроге производят вертолеты Ми-26, Ми-28, Ми-35, самолеты-амфибии Бе-200. В Московской области – МиГ-29, Ил-103. В Центральной части России, в Воронежской и Смоленской областях — Ил-96-300, Ан-148, Ил-96-400, Ил-112, Як-18Т, СМ-92Т. На Волге расположены заводы по производству Ан-140,Ту-204, Ил-76, Ан-140, МиГ-29, МиГ-31, МиГ-35. В Республике Татарстан делают Ту-214, Ансат, Ми-17, Ми-38. В Сибири — Су-34, Су-30, Як-130, МС-21, Як-152, Су-25УБ, Су-25УБМ , Ми-8АМТ, Ми-171, Ми-171А2, Ми-8АМТШ. В республике Башкортостан – Ка-226, Ка-27, Ка-31, Ка-32. На Дальнем Востоке расположено производство Сухой Суперджет-100, Су-27, Су-30, Су-33, Су-35, Т-50 (ПАК ФА) и вертолетов Ка-52, Ка-62.

Поворотная носовая стойка

Кроме распределения веса самолета, носовая стойка поворачивается влево-вправо, чтобы самолет мог маневрировать при движении на земле.

Поворотом носовой стойки можно управлять двумя способами:

• С помощью педалей управления рулём направления,
• С помощью специальной ручки управления разворотом носовой стойки.

Управление поворотом носовой стойки с помощью педалей осуществляется на разбеге при взлёте и пробеге при посадке, когда скорость самолета достаточно велика. Одновременно, с помощью этих же педалей, летчик управляет отклонением руля направления.

Предел отклонения носовой стойки при управлении от педалей специально ограничен, как правило это 10 градусов. Поворачивать на рулёжные дорожки, когда надо отклонять носовую стойку на углы порядка 50-70 градусов, не получится. На малых скоростях для руления используется ручка управления носовой стойкой.

Эта ручка используется только при рулёжке и автоматически отключается при больших скоростях движения.

Металлургия легких металлов

Наиболее распространенным легким металлом является алюминий. Сплавы на его основе обладают свойствами, присущими конструкционным и специальным сталям.

Для получения алюминия сырьем являются бокситы, алуниты, нефелины. Производство разделено на две стадии:

1. На первой стадии получают глинозем и необходим большой объем сырья.
2. На второй стадии электролитическим методом производят алюминий, на что требуется недорогая энергия. Поэтому этапы производства находятся на разных территориях.

Получение алюминия и сплавов сосредоточено в промышленных центрах. Сюда же поставляется лом на вторичную переработку, что в итоге снижает себестоимость готовой продукции.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Изготовление модели

Подготовительный этап

Итак, сырье у нас есть, и теперь нам нужна выкройка – чертеж самолета из фанеры. Если ранее мы не имели дела с авиамоделизмом, то стоит начинать знакомство с основными методиками по готовым схемам, которые в изобилии представлены в сети.

Детали детской игрушки

Действуем так:

1. Скачиваем шаблон самолета для вырезания из фанеры и распечатываем его в нужном масштабе.
2. Выбираем лист материала подходящего размера и толщины.
3. Используя копировальную бумагу, переводим изображение на фанеру.
4. Раскраиваем лист таким образом, чтобы на каждом фрагменте была одна крупная или несколько мелких деталей.

Собственно, на этом подготовка заканчивается, и мы можем своими руками вырезать части нашей конструкции.

Скачав чертежи работ из фанеры – ручным лобзиком самолет может выпилить даже новичок

Выпиливание и сборка

Далее инструкция предполагает использование лобзика:

1. Вначале выпиливаем все детали по контуру, оставляя припуск примерно 0,5 – 1 мм.
2. Затем в местах, где нужно проделать сквозные отверстия, дрелью сверлим стартовые пазы, после чего вставляем в них полотно лобзика и выполняем пропилы.
3. Края деталей обрабатываем наждачной бумагой для окончательного придания формы.

1. Соединяем детали по схеме, используя выступы и проемы на фанерных заготовках. Для более надежной фиксации используем клей для дерева.
2. Склеенные фрагменты зажимаем струбцинами, закрепляя в нужном положении и предотвращая смещение.

Фото выпиленных деталей

Схема сборки простой модели

После того как основные узлы будут собраны, соединяем их вместе, выполняя окончательный монтаж корпуса, крыльев и шасси. Внутри фюзеляжа монтируем двигатель (если это предусмотрено конструкцией) или его имитацию. Как правило, на завершающем этапе устанавливается колпак кабины, изготовленный из прозрачного материала.

Финишная отделка

В принципе, сделанная по такой схеме, модель уже может летать.

Однако для многих моделистов важным является и внешний вид самолета, так что приступаем к отделке:

Сборка корпуса перед установкой двигателя

1. Тщательно шлифуем деревянную конструкцию, устраняя все неровности и удаляя выступившие на стыках следы клея.
2. При шлифовке следим, чтобы фанера не слишком истончалась, поскольку это может привести к поломке детали.
3. Обрабатываем древесину грунтовкой для обеспечения лучшей адгезии с краской.
4. Выкрашиваем фюзеляж и плоскости в базовый (чаще всего белый) цвет в два-три слоя.
5. После этого наносим декоративную раскраску яркими линиями, или имитируем рисунок на реально существующей модели. Чтобы орнамент на фюзеляже и крыльях имел ровные края, используем малярный скотч.
6. Сверху покрываем слой краски матовым или полуглянцевым защитным лаком.

Окрашенный фанерный планер

Делаем из листа А4 Планер легко и просто

Хотите еще один вид, который получается за считанные минуты, причем не нужно будет сильно складывать и перегибать, используется совсем другая техника. Он получается классный и оригинальный. Вообщем крутой вариант для ребенка, который с радостью его запустит в воздухе.

Нам понадобится:

лист бумаги

Способ приготовления:

1. Лист А4 согните напополам и проведите хорошо руками линию. Возьмите ножницы или канцелярский нож и разрежьте по ней.

2. У вас получится два не больших листика, один лист сверните опять напополам и нарисуйте карандашом заготовку, которую вы можете запросить у меня совершенно бесплатно, а после его распечатать на своем принтере.

3. Вырежьте по шаблону и не забудьте сделать зазоры на крыльях и хвосте, как показано на рисунке, который я вам отправила.

4. Далее возьмите линейку и придайте правильную форму заготовке.

5. Не торопитесь, проглаживайте линии аккуратно и ровно.

6. Спешить не нужно, а то выйдет тяп-ляп.

7. В нос воздушного транспорта вложите кусочек пластилина и сомкните.

8. Там, где делали разрезы на хвосте согните и разогните бумагу.

9. Также поступите с крыльями.

10. Чтобы придать летающую способность, вам необходимо при помощи карандаша разгладить крылья и немного завернуть их.

11. Должно получится примерно вот так. Для проверки руля высоты опустите самолет вертикально вниз, он должен взлететь как ветер, но не перестарайтесь.

Если ваш самолетик клонит на одну их сторон, то отрегулируйте это, ведь можно опускать или поднимать регулировщики.

Состав отрасли

Виды цветной металлургии включают в себя отрасли, связанные с получением определенных видов металлов. Так, укрупнено можно выделить следующие отрасли:

• производство меди;
• производство алюминия;
• производство никеля и кобальта;
• производство олова;
• производство свинца и цинка;
• добыча золота.

Получение никеля тесно связано с местом добычи никелевых руд, которые расположены на Кольском полуострове и в Норильском районе Сибири. Многие отрасли цветной металлургии отличаются многоступенчатым металлургическим переделом промежуточных продуктов.

На этом основании эффективен комплексный подход. Это сырье для получения других сопутствующих металлов. Утилизация отходов сопровождается получением материалов, использующихся не только в других отраслях тяжелого машиностроения, но и в химической и строительной отраслях.

Сталь в самолетостроении | Свойства и применение

Условия безопасной эксплуатации современных самолетов формируют строгие требования к материалам. Они должны быть легкими, прочными, обеспечивать оптимальные габариты и снижать расход топлива. Рассмотрим, какие преимущества в авиастроении имеет сталь по сравнению с другими металлами.

Для разных летательных аппаратов выбирают определенные виды стали

Преимущества стали для строительства самолетов

Качество материала влияет на конкурентоспособность летательного аппарата, которую формируют показатели скорости, точности, расстояния, способности к маневрам, подъему грузов. Для гражданского судна необходимы надежность, комфорт, пожарная безопасность.

При строительстве любого самолета важно уменьшить расходы на разработку проекта, его освоение и последующую эксплуатацию. Поэтому материал должен быть легким, прочным, жестким, устойчивым к коррозии и трещинам. Один металл с такой задачей не справится, и для обеспечения всех потребностей в самолетостроении используют комбинацию нескольких металлов.

Из сплавов с включением алюминия делают фюзеляжные и крыловые поверхности. Из титановых – балки, элементы шасси. Панели крыла, силовых установок и створок люка шасси изготавливают из композитов полимерного типа.

Кажется, что среди таких конкурентов позиции стали незавидные. Но это не так. На долю этого металла приходится 10 % деталей в пассажирских самолетах и 30–50 % в военных.

Из стали делают детали, на которые приходится самая большая нагрузка:

• Элементы шасси.
• Крепежные болты для соединения фюзеляжа с крылом.
• Гидроцилиндрический корпус.
• Трубы гидросистемы с повышенным давлением и другие.

Выбор стали не случаен. Металл отличается высокой прочностью и жесткостью, что хорошо заметно в небольших элементах. Сталь сопротивляется циклической нагрузке, не поддается коррозии, имеет достаточную технологичность. Кроме того, из нее можно делать заготовки различными способами – пайкой, сваркой, механическими методами обработки, холодным деформированием. Еще один немаловажный плюс – относительно невысокая цена.

Новые виды стали для самолетостроения

В последние годы были разработаны новые мартенситностареющие стали с высокой прочностью до 3500 МПа. В них содержится мало азота и углерода, поэтому они пластичные, вязкие, сопротивляются повторной статической нагрузке, трещинам и ржавчине. Заготовки из такой стали можно обработать давлением, режущими инструментами, термическими способами – нагревом и охлаждением.

Наиболее полно достоинства мартенситностареющей стали проявляются, когда из нее изготавливают сложную деталь с малым прецизионным допуском и подвергают ее термической и химической обработке. Такая сталь нашла применение в истребителях серии «МиГ», использовалась при изготовлении шасси космического корабля «Буран».

Стойкая к коррозии ВНС-2 стала базовым материалом при создании цельносварного отсека в сверхзвуковом самолете МиГ. Она применяется в форме ленты и листа для изготовления силовых элементов, обшивки, деталей внутреннего набора.

Для каждой детали самолета рассчитывают оптимальные параметры стали

ВНС-5 наиболее широко распространена в авиации. Из нее делают детали для СУ и МиГов. Для гражданских самолетов из нее производят болты высокой нагрузки.

СН-2А зарекомендовал себя как надежный материал для крепежных и силовых элементов, баллонов для воздуха и кислорода, которые обязательно должны быть во всех летательных аппаратах. Баллоны из этой стали не взрываются при поражении пулями – это очень важное преимущество.

Для работы с новыми видами топлива, водородом и жидким кислородом разработаны специальные виды стали – ВНС-25, -49, -59. Из них производят жидкостно-ракетные двигатели, например PD-170 от «Энергомаша».

Стойкие к коррозии и среднелегированные стали получили широкое применение как материалы для конструкций и агрегатов, подвергающиеся обработке химико-термическими методами. Технология обеспечивает уникальное сочетание высокой твердости, сопротивления усталости и стойкости к износу с вязкостью, пластичностью и технологичностью.

Например, ВКС-7 разработана для шестерен редуктора крупномодульного типа с тяжелой нагрузкой. Карбонитридное упрочнение обеспечивает выносливость при контакте с температурой до 200–250 градусов.

Стоит отдельно сказать о вертолетах. ВКС-10 прочностью до 1300 МПа выдерживает температуру до 400 градусов. Сталь обеспечивает полноценную работу редуктора даже при отсутствии маслоподачи на протяжении двух часов.

Сталь сохраняет прочные позиции в авиастроительной отрасли. Новые виды этого металла отличаются высоким пределом выносливости, то есть максимальным напряжением, которое материал может выдержать. Поэтому он используется в создании летательных аппаратов наравне со сплавами алюминия и титана.

Почему самолеты сделаны из алюминия и композитов?

Автор Николас Камминс

Опубликовано 3 июня 2020 г.

Из чего сделан самолет? Было бы несправедливо, если бы годы исследований и инженерных разработок просто предложили слово «металл», и было бы неправильно использовать такие слова, как «сталь» или «железо», поскольку они в некоторой степени отсутствуют в аэрокосмической технике. Какие элементы лучше всего подходят для самолетов? Давайте исследовать.

Какие элементы лучше всего подходят для самолетов?

Если бы мы собирали самолет с нуля, какие элементы подошли бы?

• Нам нужен максимально легкий материал, так как каждый грамм веса увеличивает общий расход топлива.
• Материал также должен быть жестким и достаточно твердым, чтобы выдерживать дождь и выдерживать нагрузки во время полета на самолете.
• Но он также должен быть достаточно гибким, чтобы быть закругленным и обтекаемым для лучшей аэродинамики.
• Этот волшебный материал тоже должен быть дешевым. Было бы здорово построить самолет из осмия (редчайшего природного металла в мире, связанного с платиной), но это было бы невероятно дорого.

Авиакомпаниям нужен надежный, прочный и в то же время легкий и недорогой самолет.

Из каких материалов сделан самолет?

Первоначально самолеты делались из дерева и ткани. Эти материалы были очень легкими, чтобы самолет мог летать с наименьшим количеством энергии. Но по мере того, как стремления взлетали выше (каламбур), самолеты должны были быть более прочными, а также легкими. Силы напряжения в суставах с увеличением скорости становились настолько сильными, что деревянный самолет мог рассыпаться, как папье-маше.

Чтобы достичь скорости, необходимой для полета на реактивном двигателе, самолет должен был стать цельнометаллическим. Алюминий показал подходящие характеристики. Он был прочным, легким и относительно недорогим. Металл также было легче собирать и ремонтировать с использованием станков, а не пил и топоров. Однако, как и другие металлы, он страдал от таких опасностей, как коррозия и усталостное напряжение, которые проявлялись через несколько лет эксплуатации.

Таким образом, исследователи разработали новые сплавы на основе алюминия, такие как титан-алюминий, чтобы смягчить эти проблемы. Титан сам по себе был слишком дорог для самолетов (хотя ВВС США использовали его для самолетов-шпионов), но в сочетании с более традиционным алюминием оказалось полезным компромиссом.

Алюминий и его сплавы позволили создать реактивный самолет. Фото: Боинг

Распространенное заблуждение состоит в том, что в самолетах используются те же материалы, что и в кораблях и небоскребах, а именно сталь. Самолеты не делают из стали или железа, хотя современные самолеты содержат некоторые микроэлементы того и другого. Эти материалы, хотя и намного прочнее, не подходят для полетов, поскольку они подвергаются воздействию высоких температур (благодаря сопротивлению воздуха) и слишком тяжелы.

Какое будущее у аэрокосмических материалов?

Самолеты текущего поколения, такие как Boeing 787 и Airbus A350, изготавливаются из нового типа материалов, называемых композитами. Эта смесь материалов имеет много преимуществ, например, она легче алюминия и имеет простую структуру, не подверженную усталости и коррозии элементов.

Например, структура Boeing 787:

• 50% композит — углерод, стекловолокно и другие материалы легче алюминия
• 20% алюминий
• 15% титан
• 10% сталь
• 5% другие следовые материалы

Дополнительным преимуществом является то, что композитной конструкции можно придать любую форму.

Может ли Hawaiian запустить рейсы в Лондон на своих лайнерах 787 Dreamliner? Фото: Гавайские авиалинии

Например, Boeing сконструировал фюзеляж Боинг-787 в виде нескольких частей ствола, в отличие от множества меньших алюминиевых панелей, которые необходимо соединить позже. Эта более прочная рама из композитов обеспечивает лучшую герметизацию и более широкие проемы для окон.

В будущем авиационная промышленность рассматривает такие материалы, как полимеры и керамика, которые еще легче и обладают невероятной прочностью на растяжение. Мы также можем увидеть самолеты, построенные полностью из композитных материалов (как это сделали ВВС США с бомбардировщиком-невидимкой B-2) и покончить с элементами прошлого. Как мы попрощались с деревом и шпагатом, однажды мы, возможно, попрощаемся с алюминием.

Что вы думаете? Каково будущее авиационных материалов? Дайте нам знать об этом в комментариях.

Использование алюминия в самолетах — Клинтон Алюминий

Алюминий — это удивительный металл, который за последние сто лет изменил множество различных отраслей промышленности. Пожалуй, нигде это так не верно, как в авиационной промышленности. Благодаря преимуществам алюминия по сравнению с другими металлами, в том числе его легкому весу и невероятной прочности, самолеты полагаются на этот материал, чтобы быть безопасным, доступным и осуществимым видом транспорта.

Хотя история самолетов восходит к 1903 с первым полетом братьев Райт мечта об авиации восходит гораздо дальше. Леонардо да Винчи создавал причудливые конструкции летательных аппаратов еще в 15 ^-м -м веке. Только в 20 ^-м -м веке, с его сочетанием инженерных и технологических достижений, эта мечта была полностью реализована.

Когда механика полета стала возможной, необходимо было создать машины, которые были бы одновременно безопасными и надежными. Для этого наиболее важным соображением было наличие материалов, достаточно прочных, чтобы быть безопасными, и в то же время достаточно легких, чтобы уменьшить количество энергии, необходимой для полета. Вот почему алюминий стал необходимостью; он даже использовался в первых самолетах братьев Райт. Хотя их биплан в основном был построен из дерева и ткани, картер двигателя был сделан из алюминия.

Почему алюминий используется в авиационной промышленности?

Уже упоминались две наиболее важные причины, по которым алюминий так незаменим в аэрокосмической промышленности. Как один из металлов с самым высоким соотношением прочности к весу, его ценность для аэрокосмической промышленности очевидна. Планеры должны быть достаточно прочными и долговечными, чтобы выдерживать нагрузки при взлете и посадке с течением времени. В то же время, если металл будет слишком тяжелым, это потребует большего расхода топлива во время полетов. Это означает, что алюминий часто является наиболее экономичным выбором для самолетов.

Прочность и вес — не единственные преимущества алюминия; Еще одним важным преимуществом алюминиевых сплавов является их коррозионная стойкость. Это главный фактор долговечности самолета. Самолеты постоянно подвергаются воздействию стихии и регулярно испытывают экстремальные климатические условия; низкие температуры на больших высотах и ​​воздействие всех видов осадков, включая снег и ливни. Алюминий известен своей способностью противостоять коррозии окружающей среды.

Кроме того, алюминий очень легко формуется. Это благословение для авиационной промышленности, которая требует высокой степени точности для обеспечения максимальной аэродинамики, не говоря уже обо всех мелких деталях, которые можно найти в самолетах. Простота изготовления и обработки алюминия делает его еще одной областью, в которой он обеспечивает экономию затрат по сравнению с альтернативными материалами.

Алюминий также эстетичен; хотя это не самое важное соображение, это не повредит, поскольку никто не хочет летать на транспортном средстве, которое визуально не привлекательно (возможно, за исключением «Тысячелетнего сокола»).

Подсчитано, что сегодня 80% всего металла, содержащегося в самолетах, составляет алюминий; легко понять, почему.

Каковы различные способы использования алюминия?

Во-первых, и это наиболее очевидно, обшивка самолета обычно изготавливается из алюминия. Это легко увидеть любому, кто смотрит на самолет, если вы знаете, что искать. Но большинство других металлических деталей самолета также сделаны из алюминия.

Например, двигатели поршневых самолетов изготовлены из алюминия. Когда братья Райт строили свой первый самолет, они изначально использовали сталь в двигателе, но он оказался слишком тяжелым, и они выбрали алюминий. Сегодня многие крепежные детали, скрепляющие самолеты, изготавливаются из алюминия.

Большинство металлических приспособлений внутри самолета, таких как сиденья, двери, шкафы и т. д., изготовлены из алюминия. Высококачественные пластмассы теперь используются для изготовления многих багажных отсеков, но по-прежнему необычно видеть другие металлы внутри самолета. Фактически, обычно единственными частями планера, изготовленными из металла, отличного от алюминия, являются те части, для которых критически важен самый высокий уровень прочности, например, шасси. В этих случаях используются высоколегированные специальные металлы.

Какие сплавы чаще всего используются в самолетах?

Поскольку авиационная (и аэрокосмическая) промышленность настолько специализирована, неудивительно, что самолеты полагаются на специальные сплавы с высокими эксплуатационными характеристиками. Сплав 7075, наиболее тесно связанный с применением в самолетах, восходит к его созданию в 1930-х годах в Японии, где он стал стандартом для изготовления корпусов самолетов японского флота. Он был представлен в Соединенных Штатах компанией Alcoa в 1943 году и стандартизирован для производства самолетов к 19 годам.45.

7075 известен своими превосходными механическими свойствами, а также пластичностью, высокой прочностью, ударной вязкостью и устойчивостью к усталости. 7075 настолько прочен, что может быть сравним с низколегированными сортами нержавеющей стали, а его надежность сделала его фаворитом в авиационной промышленности со времен Второй мировой войны.

Недавно были разработаны более новые сплавы с более высокими эксплуатационными характеристиками, которые обогнали сплав 7075 в качестве наиболее популярного выбора в некоторых аэрокосмических приложениях.