صنعت هوایی یکی از پیشرفتهترین و بهروزترین صنایع جهان است که نه تنها طیف وسیعی از فلزات و آلیاژها را به کار میگیرد، بلکه خود نیز منشاء و محرک توسعه بسیاری از آلیاژهای پیشرفته بوده است. محصولات این صنعت که در سایت متالیوم معرفی شدهاند نقش مهمی در حملونقل، خدمات، و عملیاتهای نظامی ایفا میکنند.
محصولات صنعت هوایی
- هواپیماهای مسافربری عمومی
- هواپیماهای کلاس تجاری و بیزینس
- هلیکوپترهای تجاری و خدماتی
- هواپیماهای نظامی
- هلیکوپترهای نظامی
طبق گزارش Speed News در سال 2024 میلادی، بیش از ۴۸۰۰ فروند هواپیما و هلیکوپتر تولید شده است و پیشبینی میشود این تعداد در سال ۲۰۳۵ به بیش از ۶۰۰۰ فروند برسد.
در سال ۲۰۱۸ برای تولید این محصولات بیش از ۷۰۰ هزار تن فلز و آلیاژ مصرف شده که نسبت استفاده به این صورت است:
- آلومینیوم و آلیاژهای آن: ۴۸٪
- فولادهای زنگنزن و آلیاژی: ۲۲٪
- تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم: ۱۱٪
- سوپرآلیاژها: ۹٪
- کامپوزیتها و سایر مواد: ۱۰٪
کاربرد آلیاژها در بدنه و ساختار هوایی
بدنه و ساختار هواپیماهای تجاری و نظامی، هلیکوپترها و ارابههای فرود به طور گستردهای از آلیاژهای مختلف ساخته میشوند:
- در بدنه هواپیماهای تجاری مانند بوئینگ ۷۸۷، ترکیب مواد مصرفی به این ترتیب است:
- کامپوزیتها: ۵۰٪
- آلومینیوم: ۲۰٪
- تیتانیوم: ۱۵٪
- فولاد زنگنزن: ۱۰٪
- سایر مواد: ۵٪
- در بدنه هواپیماهای جنگنده:
- کامپوزیتها: ۷۰٪
- آلومینیوم و تیتانیوم: ۱۵٪
- جیآرپی (GRP): ۱۲٪
- سایر مواد: ۳٪
- در هلیکوپترها:
- استفاده از کولار، لانهزنبوری آلومینیوم، ورقهای آلومینیوم، فایبرگلاس، پلیکربنات و ترموپلاستیکها رایج است.
- شرکتهایی نظیر آگوستا وستلند و سیکورسکی از این مواد در ساختار هلیکوپترهای خود بهره میبرند.
آلیاژهای مصرفی در ارابههای فرود
در تولید ارابههای فرود، به دلیل نیاز به تحمل بارهای سنگین و ضربات شدید، از آلیاژهای خاص و مستحکم استفاده میشود:
- Maraging Steel BS S162 (DTD 5212)
- Ti 5V-5Mo-5Al-3Cr (Ti 5-5-5-3)
- Ti 6Al-5V-2.5Sn
- Ti 6Al-4V
- BS S-99
- Maraging Steel 300 M (BS S155)
- 35NCD16 (AIR 9160) HSLA
- Alloy Steel H-11
- AISI 4340
- 17-7PH
- Aermet 100
- Al 7075
- Al 7050
- Al 7175
کاربرد آلیاژها در موتورهای هوایی (توربینها)
آلیاژهای مصرفی در بخشهای مختلف موتورهای هوایی (فن، کمپرسور، محفظه احتراق، توربین، اگزوز) بر اساس دمای کاری و شرایط عملکردی انتخاب میشوند:
- بخش فن و قسمتهای سرد (Cold Section) تا دمای ۲۳۰ درجه سانتیگراد:
- آلیاژهای تیتانیوم: Ti-6Al-4V، Ti-6242، Ti-6246، Ti-811، Ti-17
- بخش کمپرسور تا دمای ۴۳۰ درجه سانتیگراد:
- سوپرآلیاژها: Incoloy 907، Incoloy 909، Inconel 718، Inconel 625، Udimet 979، A286
- محفظه احتراق (Combustion Chamber) تا دمای ۷۳۰ درجه سانتیگراد:
- سوپرآلیاژها: Nimonic، Hastelloy X، Inconel 718، L605
- بخش توربین تا دمای ۱۲۳۰ درجه سانتیگراد:
- سوپرآلیاژها: Inconel 718، Inconel 625، Waspaloy، Nimonic، Rene
- فولادهای آلیاژی مخصوص: FV448، FV535
- بخش اگزوز تا دمای ۷۳۰ درجه سانتیگراد:
- Inconelها، Hastelloyها، Titanium Aluminideها
سایر آلیاژهای پرکاربرد
- پیچها:
تیتانیوم، Inconel، A286 - ساختارهای لانه زنبوری (Honeycomb)، بلوزها و لولهها:
آلیاژهای تیتانیوم، Inconel، Hastelloy، A286، فولادهای AM350 و Nitronic 40 - شفتها و بلبرینگها:
فولادهای تخصصی نظیر ATA1014، HCM3، HCM5، RBD، Vascomax C250
جمعبندی
با وجود پیشرفتهای چشمگیر در تولید کامپوزیتها، فلزات و آلیاژها همچنان نقش اصلی را در ساخت تجهیزات هوایی ایفا میکنند. بهویژه آلیاژهای تیتانیوم، آلومینیوم، فولادهای آلیاژی و سوپرآلیاژها به دلیل ترکیبی از خواص مکانیکی عالی، مقاومت به خوردگی و عملکرد در دماهای بالا، انتخابهای اصلی این صنعت پیشرفته به شمار میروند.
