地球上含量最高的金屬元素,也是飛機上使用最多的材料
鋁(Al)是地球上含量最高的金屬元素,也是地球上含量第三的元素,約佔8.3%(前兩名是氧和硅)
鋁製品在生活中可謂是無處不在,小到硬筆紐扣,大到汽車飛機,都能發現鋁的蹤跡。今天主要聊一聊鋁在飛機上的應用。
鋁的主要物理性能:密度小,延展性好,導熱快,鋁在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。
我們知道,飛機發動機的推力十分寶貴,在載油量一定的情況下,機體自重的增加就意味著航程的減少,載重量減少,所以飛機的機體必須採用低密度的材料。
然而光是密度低還不行,一架大型運輸機的起飛重量動輒幾百噸,一個幾百噸的大傢伙飛上天必然也要承受巨大的作用力,這就要求機體材料還要必須有超高的強度。
這樣一來,鋁合金成了不二之選。
一架金屬色的波音767,未經塗裝。
鋁還有一個特性,就是鈍化。通過鈍化處理,可以在鋁表面形成一層緻密的鈍化薄膜,這層薄膜可以阻止氧氣與鋁的進一步反應,可以起到很好的防鏽作用。上圖中的波音767雖然沒有噴漆,但是進行了鈍化處理,所以一點兒不用擔心會生鏽。
航空鋁材的成分大部分還是鋁,其中添加了一些其他元素,例如:銅,鐵,硅,錳,鎂,鋅等,這些摻雜的元素提高了鋁合金材料的強度,抗蠕變強度,而且可以耐高溫,抗氧化,抗腐蝕等等。
一架F-16戰機80%以上的材料都是鋁合金,這些鋁合金被用來製造蒙皮,隔框,桁條,發動機安裝架,各種連接件等等。
還有一種比常規航空鋁材更輕的鋁鋰合金,密度更小,現在也已經用在了飛機的機身框架、襟翼翼肋,垂直安定面、整流罩、進氣道唇口、艙門、燃油箱等等。
目前人們也在積極探索複合材料的應用,符合材料是一種比鋁合金更輕,強度更高的材料,雖然已經應用到了飛機上,不過比例還很小,相信在不就的將來符合材料會替代鋁合金,掀起新一輪革新。
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