اخبار

در ارتفاعات پروازی 30000 پایی، هواپیماهای مدرن با ترکیبی از مهندسی دقیق و مواد انتخابی با دقت، صدها مسافر را با خیال راحت جابه‌جا می‌کنند. در حالی که فناوری پیشرفته هوانوردی توجه زیادی را به خود جلب می‌کند، قهرمانان گمنام ایمنی پرواز، آلیاژهای فلزی تخصصی هستند که ستون فقرات هر هواپیمای تجاری را تشکیل می‌دهند.

طراحی هواپیما، خواسته‌های فوق‌العاده‌ای را بر مواد تحمیل می‌کند. اجزا باید در برابر اختلاف فشار شدید، نوسانات دما از -65 درجه فارنهایت تا 300 درجه فارنهایت و چرخه‌های استرس مکرر مقاومت کنند، در حالی که تا حد امکان سبک وزن باقی می‌مانند تا راندمان سوخت را به حداکثر برسانند. این امر مستلزم آن است که مهندسان بین آلیاژهای فلزی مختلف، مبادله‌های محاسبه‌شده‌ای انجام دهند و با توجه به الزامات خاص هر جزء هواپیما، ماده بهینه را انتخاب کنند.

میراث هوانوردی آلومینیوم به قطعات موتور برادران رایت برمی‌گردد و امروزه آلیاژهای آلومینیوم تقریباً 80 درصد از وزن خالی یک هواپیمای مسافربری مدرن را تشکیل می‌دهند. جذابیت این فلز در نسبت استثنایی استحکام به وزن و مقاومت طبیعی در برابر خوردگی نهفته است - حتی برخی از هواپیماها برای صرفه‌جویی در وزن، رنگ را روی سطوح آلومینیومی حذف می‌کنند.

با این حال، ضعف آلومینیوم در دماهای بالا که استحکام آن به سرعت کاهش می‌یابد، آشکار می‌شود. مهندسان با استفاده از آلیاژهای پیشرفته مانند آلومینیوم 7075 که شامل مس، منیزیم و روی برای افزایش استحکام و دوام برای کاربردهای حیاتی است، این محدودیت را برطرف می‌کنند.

در حالی که فولاد سه برابر بیشتر از آلومینیوم وزن دارد، استحکام، سختی و مقاومت در برابر حرارت برتر آن، آن را برای اجزای هواپیما که بارهای شدید را تحمل می‌کنند، ضروری می‌سازد. فولاد که 11 تا 13 درصد از مواد هواپیما را تشکیل می‌دهد، پشتیبانی حیاتی را در ارابه فرود، اتصالات بال و بست‌های پر استرس که در آن دوام بر ملاحظات وزن برتری دارد، فراهم می‌کند.

آلیاژهای تیتانیوم که به عنوان "فلز فضایی" شناخته می‌شوند، ترکیبی از استحکام استثنایی، مقاومت در برابر حرارت و محافظت در برابر خوردگی هستند. این آلیاژها علیرغم هزینه‌های بالاتر، برای کاربردهای پر تقاضا از جمله اجزای موتور، ساختارهای بال در نزدیکی منابع حرارتی و بست‌های حیاتی ضروری شده‌اند. با بهبود روش‌های تولید، نقش تیتانیوم در هوانوردی همچنان در حال گسترش است.

در محیط مجازات‌کننده موتورهای جت، سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل در جایی که فلزات دیگر شکست می‌خورند، عملکرد خوبی دارند. این مواد تخصصی، یکپارچگی ساختاری خود را در تیغه‌های توربین و محفظه‌های احتراق که با دمای بیش از 2000 درجه فارنهایت مواجه هستند، حفظ می‌کنند و از عملکرد قابل اعتماد موتور در شرایط شدید اطمینان حاصل می‌کنند.

در حالی که فلزات بر ساخت هواپیما تسلط دارند، کامپوزیت‌های فیبر کربن برای ساختارهای غیر بحرانی در حال افزایش هستند و صرفه‌جویی در وزن چشمگیری را ارائه می‌دهند. آلیاژهای مس برای سیستم‌های الکتریکی حیاتی باقی می‌مانند، در حالی که منیزیم در اجزای حساس به وزن استفاده محدودی دارد.

علم مواد همچنان با آلیاژهای جدید که استحکام، مقاومت در برابر خستگی و محافظت در برابر خوردگی را بهبود می‌بخشند، مرزها را جابه‌جا می‌کند. تحقیقات بر روی آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم برای کاهش وزن، فرمولاسیون‌های پیشرفته تیتانیوم برای کاربردهای با دمای بالا و تکنیک‌های تولید نوآورانه مانند چاپ سه بعدی برای اجزای پیچیده متمرکز است.

انتخاب دقیق و توسعه مداوم آلیاژهای فلزی برای پیشرفت هوانوردی اساسی باقی می‌ماند و سفرهای هوایی ایمن‌تر، کارآمدتر و مسئولانه‌تر از نظر زیست‌محیطی را امکان‌پذیر می‌کند. با افزایش الزامات عملکرد هواپیما، این مواد همچنان اساس نوآوری هوافضا را تشکیل خواهند داد.