ประวัติศาสตร์ของอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

คุณรู้ไหมว่าอลูมิเนียมคิดเป็น 75%-80% ของเครื่องบินสมัยใหม่?!

ประวัติศาสตร์ของอะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศย้อนกลับไปได้ไกล อันที่จริง อะลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในการบินก่อนที่จะมีการประดิษฐ์เครื่องบินเสียอีก ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ท่านเคานต์เฟอร์ดินานด์ เซปเปลิน ได้ใช้อะลูมิเนียมในการผลิตโครงเรือเหาะเซปเปลินอันโด่งดังของท่าน

อะลูมิเนียมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเครื่องบินเพราะมีน้ำหนักเบาและแข็งแรง อะลูมิเนียมมีน้ำหนักประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก ช่วยให้เครื่องบินรับน้ำหนักได้มากขึ้นและ/หรือประหยัดน้ำมันได้มากขึ้น นอกจากนี้ อะลูมิเนียมยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง จึงมั่นใจในความปลอดภัยของเครื่องบินและผู้โดยสาร

เกรดอลูมิเนียมการบินและอวกาศทั่วไป

2024– โดยทั่วไปใช้ทำผิวเครื่องบิน ฝาครอบเครื่องยนต์ และโครงสร้างเครื่องบิน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับซ่อมแซมและบูรณะด้วย

3003แผ่นอลูมิเนียมชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับทำฝาครอบและแผ่นชุบบังลม

5052– นิยมใช้ทำถังเชื้อเพลิง 5052 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม (โดยเฉพาะในการใช้งานทางทะเล)

6061โดยทั่วไปใช้สำหรับแผ่นลงจอดเครื่องบินและการใช้งานโครงสร้างอื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวกับการบินอีกมากมาย

7075– นิยมใช้เสริมความแข็งแรงโครงสร้างเครื่องบิน 7075 เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง และเป็นหนึ่งในเกรดที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมการบินมากที่สุด (รองลงมาคือปี 2024)

ประวัติศาสตร์ของอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

พี่น้องตระกูลไรท์

เมื่อวันที่ 17 ธันวาคม พ.ศ. 2446 พี่น้องตระกูลไรท์ได้ทำการบินโดยมนุษย์เป็นครั้งแรกของโลกด้วยเครื่องบินของพวกเขา ซึ่งก็คือเครื่องบินไรท์ ฟลายเออร์

ไรท์ ฟลายเออร์ ของพี่น้องตระกูลไรท์

ตุย51

ในเวลานั้น เครื่องยนต์ของรถยนต์มีน้ำหนักมากและไม่สามารถส่งกำลังได้เพียงพอที่จะทำการบินขึ้นได้ ดังนั้นพี่น้องตระกูลไรท์จึงได้สร้างเครื่องยนต์พิเศษขึ้น โดยที่บล็อกกระบอกสูบและชิ้นส่วนอื่นๆ ทำจากอะลูมิเนียม

เนื่องจากอะลูมิเนียมหาได้ยากและมีราคาแพงเกินไป ตัวเครื่องบินจึงทำจากไม้สนซิตกาและโครงไม้ไผ่ที่หุ้มด้วยผ้าใบ เนื่องจากความเร็วลมต่ำและความสามารถในการสร้างแรงยกของเครื่องบินมีจำกัด การรักษาโครงเครื่องบินให้มีน้ำหนักเบามากจึงเป็นสิ่งจำเป็น และไม้เป็นวัสดุเดียวที่เบาพอที่จะบินได้ แต่แข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักที่ต้องการได้

ต้องใช้เวลามากกว่าหนึ่งทศวรรษกว่าที่การใช้อลูมิเนียมจะแพร่หลายมากขึ้น

สงครามโลกครั้งที่ 1

เครื่องบินไม้สร้างชื่อเสียงในช่วงเริ่มแรกของการบิน แต่ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 อะลูมิเนียมน้ำหนักเบาเริ่มเข้ามาแทนที่ไม้และกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตอากาศยาน

ในปี พ.ศ. 2458 ฮูโก ยุงเคอร์ส นักออกแบบเครื่องบินชาวเยอรมัน ได้สร้างเครื่องบินโลหะเต็มลำแรกของโลก นั่นคือ เครื่องบินโมโนเพลนยุงเคอร์ส เจ 1 ลำตัวเครื่องบินทำจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์ผสมทองแดง แมกนีเซียม และแมงกานีส

เดอะ จังเกอร์ส เจ 1

ตุย51

ยุคทองของการบิน

ช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 1 และสงครามโลกครั้งที่ 2 ถือเป็นยุคทองของการบิน
ในช่วงทศวรรษ 1920 ชาวอเมริกันและชาวยุโรปได้แข่งขันกันในการแข่งขันเครื่องบิน ซึ่งนำไปสู่นวัตกรรมด้านการออกแบบและสมรรถนะ เครื่องบินแบบปีกสองชั้นถูกแทนที่ด้วยเครื่องบินแบบปีกเดี่ยวที่เพรียวลมกว่า และมีการเปลี่ยนแปลงมาใช้โครงเครื่องบินที่ทำจากโลหะทั้งหมดจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์

“ห่านดีบุก”

ตุย53

ในปี ค.ศ. 1925 บริษัทฟอร์ด มอเตอร์ ได้เข้าสู่อุตสาหกรรมการบิน เฮนรี ฟอร์ด ได้ออกแบบเครื่องบิน 4-AT เครื่องบินสามเครื่องยนต์ที่ทำจากโลหะทั้งหมด ทำจากอะลูมิเนียมลูกฟูก เครื่องบินลำนี้ได้รับฉายาว่า "ห่านดีบุก" และได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในหมู่ผู้โดยสารและผู้ประกอบการสายการบิน
ในช่วงกลางทศวรรษปี ค.ศ. 1930 เครื่องบินรูปทรงเพรียวลมแบบใหม่ก็ถือกำเนิดขึ้น โดยมีเครื่องยนต์หลายตัวที่ครอบเครื่องยนต์อย่างแน่นหนา ขาลงจอดที่สามารถหดได้ ใบพัดแบบปรับระดับได้ และโครงสร้างอะลูมิเนียมที่หุ้มด้วยวัสดุรับแรง

สงครามโลกครั้งที่สอง

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 อะลูมิเนียมมีความจำเป็นสำหรับการใช้งานทางการทหารมากมาย โดยเฉพาะการสร้างโครงเครื่องบิน ซึ่งทำให้การผลิตอะลูมิเนียมเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก

ความต้องการอะลูมิเนียมมีสูงมากจนในปี 1942 องค์กร WOR-NYC ได้ออกอากาศรายการวิทยุ “Aluminum for Defense” เพื่อกระตุ้นให้ชาวอเมริกันบริจาคเศษอะลูมิเนียมให้กับสงคราม มีการส่งเสริมการรีไซเคิลอะลูมิเนียม และโครงการ “Tinfoil Drives” เสนอตั๋วหนังฟรีเพื่อแลกกับลูกบอลฟอยล์อะลูมิเนียม

ในช่วงเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1940 ถึงเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1945 สหรัฐอเมริกาผลิตเครื่องบินได้มากถึง 296,000 ลำ โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งผลิตจากอะลูมิเนียมเป็นหลัก อุตสาหกรรมการบินและอวกาศของสหรัฐฯ สามารถตอบสนองความต้องการของกองทัพสหรัฐฯ รวมถึงพันธมิตรของสหรัฐฯ รวมถึงสหราชอาณาจักรได้ ในช่วงที่รุ่งเรืองที่สุดในปี ค.ศ. 1944 โรงงานผลิตเครื่องบินของสหรัฐฯ สามารถผลิตเครื่องบินได้ถึง 11 ลำต่อชั่วโมง

เมื่อสิ้นสุดสงคราม อเมริกามีกองทัพอากาศที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก

ยุคสมัยใหม่

นับตั้งแต่สิ้นสุดสงคราม อะลูมิเนียมได้กลายเป็นส่วนประกอบสำคัญของการผลิตอากาศยาน แม้ว่าองค์ประกอบของโลหะผสมอะลูมิเนียมจะได้รับการพัฒนา แต่ข้อดีของอะลูมิเนียมยังคงเหมือนเดิม อะลูมิเนียมช่วยให้นักออกแบบสามารถสร้างเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ รับน้ำหนักได้มาก ใช้เชื้อเพลิงน้อยที่สุด และป้องกันสนิม

คอนคอร์ด

ตุย54

ในการผลิตเครื่องบินสมัยใหม่ มีการใช้อะลูมิเนียมอย่างแพร่หลาย เครื่องบินคองคอร์ดซึ่งบินด้วยความเร็วมากกว่าเสียงสองเท่าเป็นเวลา 27 ปี ถูกสร้างขึ้นด้วยผิวอะลูมิเนียม

เครื่องบินโบอิ้ง 737 ซึ่งเป็นเครื่องบินโดยสารเจ็ทที่ขายดีที่สุดและทำให้การเดินทางทางอากาศกลายเป็นความจริง มีส่วนประกอบของอะลูมิเนียมถึง 80 เปอร์เซ็นต์

เครื่องบินในปัจจุบันใช้อลูมิเนียมในส่วนลำตัวเครื่องบิน กระจกปีก หางเสือ ท่อไอเสีย ประตูและพื้น เบาะนั่ง กังหันเครื่องยนต์ และแผงหน้าปัดในห้องนักบิน

การสำรวจอวกาศ

อะลูมิเนียมมีคุณค่าอย่างยิ่งไม่เพียงแต่ในเครื่องบินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงยานอวกาศด้วย ซึ่งน้ำหนักที่เบาแต่แข็งแรงทนทานยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นไปอีก ในปี พ.ศ. 2500 สหภาพโซเวียตได้ส่งดาวเทียมดวงแรกขึ้นสู่อวกาศ คือ สปุตนิก 1 ซึ่งผลิตจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์

ยานอวกาศสมัยใหม่ทั้งหมดประกอบด้วยอะลูมิเนียมอัลลอยด์ 50% ถึง 90% อะลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในยานอวกาศอะพอลโล สถานีอวกาศสกายแล็บ กระสวยอวกาศ และสถานีอวกาศนานาชาติ

ยานอวกาศโอไรออน ซึ่งขณะนี้อยู่ระหว่างการพัฒนา มีวัตถุประสงค์เพื่อให้มนุษย์สามารถสำรวจดาวเคราะห์น้อยและดาวอังคารได้ ผู้ผลิตล็อกฮีด มาร์ติน ได้เลือกใช้อะลูมิเนียม-ลิเธียมอัลลอยด์สำหรับส่วนประกอบโครงสร้างหลักของยานโอไรออน

สถานีอวกาศสกายแล็บ

ตุย55

เวลาโพสต์: 20 ก.ค. 2566