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铝在航空航天领域的应用

2021/6/9 16:39:39

铝在过去的一百年里,它改变了许多不同的行业。由于铝的重量轻、高强度等优点,飞机利用这种材料,成为一种安全、经济、可行的运输方式。

虽然飞机的历史可以追溯到1903年,莱特兄弟的试飞,但航空梦想却远不止如此。一旦飞行成为可能,就必须制造既安全又可靠的机器。为了做到这一点,重要的考虑是,在保持足够轻的同时,材料足够坚固,以保证安全,以减少成为空中飞行所需的功率。这就是为什么铝成为一种必要的原因;它甚至被用于莱特兄弟时期的飞机。虽然他们的双翼飞机主要由木头和布料制成,但发动机的曲轴箱是由铝制成的。

为什么铝在飞机行业中使用?

铝对航空工业如此不可或缺的两个突出的原因已经被提到——高强度与重量比,对航空航天行业具有重要的价值。飞机机身必须坚固耐用,足以承受随着时间推移的起降应力。同时,如果金属太重,这将需要更多的燃料消耗在飞行过程中。这意味着铝通常是飞机更经济有效的选择。

强度和重量不是铝的唯一优势;铝合金的另一个主要好处是其耐蚀性。这是飞机耐久性的一个主要因素。飞机不断受到各种因素的影响,并经常经历极端气候;高海拔地区的冰冻温度和各种降水,包括雪和暴雨。铝以其耐环境腐蚀的能力而闻名。

此外,铝也恰好是易成形的。这对飞机工业来说是一件幸事,它需要高精度来确保符合空气动力学,更不用说飞机上能找到的小部件。铝的易于制造和加工,使其成为另一个比替代材料节省成本的优势。

铝也非常美观;这给乘客与乘务人员提供了一个良好的感官体验。

铝在飞机上的不同用途是什么?

飞机的蒙皮通常由铝制成。这一点看着飞机的人都很容易看到。但飞机上的大多数其他金属部件也由铝制成。

例如,活塞驱动飞机的发动机是用铝制成的。当莱特兄弟制造他们早期的飞机时,他们起初在发动机中使用钢,但事实证明它太重,于是他们选择了铝。今天,许多将飞机固定在一起的紧固件都是由铝制成的。

飞机内的大部分金属固定装置,如座椅、门、橱柜等,也是用铝制成的。现在,许多头顶行李箱使用高性能塑料,但在飞机内部看到其他金属仍然很不寻常。事实上,通常机身中由铝以外的金属制成的部件是那些需要非常高强度的部件,例如起落架。

哪些合金在飞机中比较常见?

由于飞机(和航空航天)行业非常专业,因此飞机依赖特定的高性能合金也就不足为奇了。与飞机应用密切相关的合金是 7075。7075以其出色的机械性能以及延展性、高强度、韧性和抗疲劳性而闻名。

近来,已开发出更新的、性能更高的合金,并取代 7075 成为某些航空航天应用中非常受欢迎的选择。一个例子是 2024,其化学性质使其成为需要高循环疲劳抗力的实例的理想选择。

其他用于航空工业的流行合金包括 6061、6063、2014、5052、7050、7085 和 7068。

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