Dấu ấn của nhôm trong công nghệ chế tạo máy bay và hàng không vũ trụ

Có thể bạn chưa biết

• Vào năm 1903, anh em nhà Wright đã sử dụng nhôm để chế tạo cacte động cơ (hộp trục khuỷu) cho chiếc máy bay 2 cánh bằng khung gỗ đầu tiên trên thế giới.
• Trong thời kỳ Thế chiến II, vào năm 1942, WOR-NYC (một trong những đài phát thanh lâu đời nhất tại Hoa Kỳ) đã phát sóng chương trình radio “Aluminium for Defense” (Nhôm cho Quốc phòng) để khuyến khích người Mỹ đóng góp nhôm phế liệu cho nỗ lực tham chiến.
• Module chỉ huy của tàu Apollo được ghép bởi nhiều tấm ốp nhôm hình tổ ong.
• Lockheed Martin (hãng chế tạo máy bay, vũ khí, tên lửa, vệ tinh và các kỹ thuật tân tiến quốc phòng Hoa Kỳ) đã lựa chọn hợp kim nhôm-liti để chế tạo các cấu trúc chính của tàu vũ trụ Orion mới của NASA.
• Nhôm được sử dụng làm chất đẩy chính cho động cơ của tên lửa đẩy nhiên liệu rắn của tàu con thoi vì nó có mật độ năng lượng cao và rất khó bốc cháy.

Chiếc máy bay 2 cánh bằng khung gỗ đầu tiên trên thế giới của anh em nhà Wright

Nhôm trong chế tạo máy bay

Vật liệu nhôm chiến đến 80% trọng lượng của một khung máy bay vận tải thương mại hiện đại. Hợp kim nhôm là sự lựa chọn vượt trội hơn cho thân máy bay, cánh và các cấu trúc hỗ trợ của máy bay thương mại và máy bay vận tải quân sự. Các bộ phận cấu tạo của máy bay Hải quân Hoa Kỳ hiện nay được làm bằng nhôm rèn chế tạo (các bộ phận được rèn, gia công và lắp ráp). Công nghệ nhôm đúc ngày nay đang dần được chú ý bởi công nghệ này mang lại chi phí sản xuất thấp hơn, khả năng tạo được hình dạng phức tạp và sự linh hoạt trong việc kết hợp các phong cách thiết kế mới.

Các chuyến bay không gian

Kể từ khi phóng Sputnik cách đây nửa thế kỷ, nhôm đã trở thành vật liệu được lựa chọn cho mọi loại cấu trúc không gian. Với các đặc tính như trọng lượng nhẹ, khả năng chịu được các ứng suất xảy ra trong quá trình phóng và hoạt động trong không gian, nhôm đã được sử dụng trên tàu vũ trụ Apollo, Skylab, tàu con thoi và Trạm vũ trụ quốc tế. Hợp kim nhôm luôn vượt trội hơn so với các kim loại khác về các mặt như ổn định cơ học, giảm chấn, quản lý nhiệt và giảm trọng lượng.

Tàu vũ trụ Apollo (Saturn V)

Khám phá không gian bằng phương tiện thế hệ mới

NASA’s Orion MPCV (Phương tiện phi hành đoàn đa năng) sẽ đóng vai trò là phương tiện thám hiểm không gian thế hệ tiếp theo. Các cấu trúc chính của tàu vũ trụ Orion được làm từ hợp kim nhôm-liti và sẽ được bao phủ bởi một phiên bản tiên tiến của hệ thống bảo vệ nhiệt được sử dụng trên tàu con thoi.

Tàu vũ trụ Orion của NASA được dự kiến khởi hành vào năm 2023

Lịch sử của nhôm trong ngành hàng không vũ trụ

Người đầu tiên nhìn thấy được tiềm năng của nhôm trong ngành hàng không vũ trụ là nhà văn Jules Verne. Cuốn tiểu thuyết “Hành trình lên Mặt trăng” (xuất bản năm 1865) của ông đã mô tả chi tiết về một tên lửa làm bằng nhôm. Năm 1903, anh em nhà Wright đã chế tạo chiếc máy bay hai cánh bằng khung gỗ của họ với một động cơ cacte bằng nhôm. Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, vì có trọng lượng nhẹ nên nhôm trở thành vật liệu thiết yếu trong việc thiết kế và phát triển máy bay. Trong Thế chiến thứ hai, việc sản xuất nhôm đã tăng vọt. Sản lượng máy bay của Hoa Kỳ (từ tháng 7 năm 1940 đến tháng 8 năm 1945) đạt tổng cộng 296.000 chiếc. Hơn một nửa lượng máy bay sản xuất được làm chủ yếu từ nhôm. Từ đó, các hợp kim nhôm bắt đầu được sử dụng để chế tạo tên lửa. Vỏ thân của tên lửa Avantgarde và Titan được sử dụng để phóng tên lửa đầu tiên của Mỹ lên quỹ đạo cũng được làm từ hợp kim nhôm.

Nguồn bài viết: https://www.aluminum.org/product-markets/aircraft-aerospace

Nguồn ảnh: Internet