Wussten Sie, dassAluminiummacht 75 % bis 80 % eines modernen Flugzeugs aus?!
Die Geschichte von Aluminium in der Luft- und Raumfahrtindustrie reicht weit zurück. Tatsächlich wurde Aluminium in der Luftfahrt verwendet, bevor Flugzeuge überhaupt erfunden wurden. Im späten 19. Jahrhundert verwendete Graf Ferdinand Zeppelin Aluminium zur Herstellung der Rahmen seiner berühmten Zeppelin-Luftschiffe.
Aluminium eignet sich aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Festigkeit ideal für den Flugzeugbau. Aluminium wiegt etwa ein Drittel von Stahl, wodurch Flugzeuge mehr Gewicht tragen und/oder treibstoffeffizienter arbeiten können. Darüber hinaus gewährleistet die hohe Korrosionsbeständigkeit von Aluminium die Sicherheit des Flugzeugs und seiner Passagiere.
Gängige Aluminiumsorten für die Luft- und Raumfahrt
2024– Wird typischerweise für Flugzeughäute, Motorhauben und Flugzeugstrukturen verwendet. Wird auch für Reparaturen und Restaurierungen verwendet.
3003– Dieses Aluminiumblech wird häufig für Motorhauben und Prallplatten verwendet.
5052– Wird häufig zur Herstellung von Kraftstofftanks verwendet. 5052 verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit (insbesondere bei Schiffsanwendungen).
6061– Wird typischerweise für Landematten für Flugzeuge und viele andere strukturelle Endanwendungen außerhalb der Luftfahrt verwendet.
7075– Wird häufig zur Verstärkung von Flugzeugstrukturen verwendet. 7075 ist eine hochfeste Legierung und eine der am häufigsten in der Luftfahrtindustrie verwendeten Güten (neben 2024).
Geschichte von Aluminium in der Luft- und Raumfahrtindustrie
Die Gebrüder Wright
Am 17. Dezember 1903 unternahmen die Gebrüder Wright mit ihrem Flugzeug, dem Wright Flyer, den ersten menschlichen Flug der Welt.
Der Wright Flyer der Gebrüder Wright
Damals waren Automotoren sehr schwer und lieferten nicht genug Leistung, um abzuheben. Deshalb bauten die Gebrüder Wright einen Spezialmotor, bei dem der Zylinderblock und andere Teile aus Aluminium bestanden.
Da Aluminium nicht überall erhältlich und unerschwinglich war, wurde das Flugzeug selbst aus einem mit Segeltuch bespannten Rahmen aus Sitka-Fichte und Bambus gefertigt. Aufgrund der niedrigen Fluggeschwindigkeiten und der begrenzten Auftriebskraft des Flugzeugs war ein extrem leichtes Gestell unerlässlich. Holz war das einzig praktikable Material, das leicht genug zum Fliegen und gleichzeitig stabil genug war, um die erforderliche Last zu tragen.
Es sollte über ein Jahrzehnt dauern, bis sich die Verwendung von Aluminium weiter verbreitete.
Erster Weltkrieg
Holzflugzeuge prägten die Anfänge der Luftfahrt, doch während des Ersten Weltkriegs wurde Holz als wesentliches Bauteil in der Luft- und Raumfahrtindustrie zunehmend durch leichtes Aluminium ersetzt.
Im Jahr 1915 baute der deutsche Flugzeugkonstrukteur Hugo Junkers das erste Vollmetallflugzeug der Welt: den Eindecker Junkers J 1. Sein Rumpf bestand aus einer Aluminiumlegierung, die Kupfer, Magnesium und Mangan enthielt.
Die Junkers J 1
Goldenes Zeitalter der Luftfahrt
Die Zeit zwischen dem Ersten und dem Zweiten Weltkrieg wurde als das Goldene Zeitalter der Luftfahrt bekannt.
In den 1920er Jahren nahmen Amerikaner und Europäer an Flugzeugrennen teil, die zu Innovationen in Design und Leistung führten. Doppeldecker wurden durch stromlinienförmigere Eindecker ersetzt und es kam zu einem Übergang zu Ganzmetallrahmen aus Aluminiumlegierungen.
Die „Blechgans“
1925 stieg die Ford Motor Co. in die Luftfahrtindustrie ein. Henry Ford entwarf die 4-AT, ein dreimotoriges Ganzmetallflugzeug aus gewelltem Aluminium. Das Flugzeug, auch „The Tin Goose“ genannt, wurde sofort ein Hit bei Passagieren und Fluggesellschaften.
Mitte der 1930er Jahre entstand eine neue stromlinienförmige Flugzeugform mit dicht verkleideten Mehrfachmotoren, einziehbarem Fahrwerk, Verstellpropellern und einer Aluminium-Spannhautkonstruktion.
Zweiter Weltkrieg
Während des Zweiten Weltkriegs wurde Aluminium für zahlreiche militärische Anwendungen benötigt – insbesondere für den Bau von Flugzeugrahmen –, was zu einem sprunghaften Anstieg der Aluminiumproduktion führte.
Die Nachfrage nach Aluminium war so groß, dass WOR-NYC 1942 die Radiosendung „Aluminium für die Verteidigung“ ausstrahlte, um die Amerikaner zu ermutigen, Aluminiumschrott für die Kriegsanstrengungen zu spenden. Aluminiumrecycling wurde gefördert, und bei „Tinfoil Drives“ wurden kostenlose Kinokarten im Tausch gegen Alufolienkugeln angeboten.
Zwischen Juli 1940 und August 1945 produzierten die USA sage und schreibe 296.000 Flugzeuge. Mehr als die Hälfte davon bestand überwiegend aus Aluminium. Die US-Luftfahrtindustrie war in der Lage, den Bedarf des amerikanischen Militärs sowie der amerikanischen Verbündeten, darunter Großbritannien, zu decken. Auf ihrem Höhepunkt im Jahr 1944 produzierten amerikanische Flugzeugwerke stündlich elf Flugzeuge.
Am Ende des Krieges verfügte Amerika über die stärkste Luftwaffe der Welt.
Die Neuzeit
Seit Kriegsende ist Aluminium aus dem Flugzeugbau nicht mehr wegzudenken. Zwar hat sich die Zusammensetzung der Aluminiumlegierungen verbessert, doch die Vorteile von Aluminium bleiben dieselben. Aluminium ermöglicht es den Konstrukteuren, Flugzeuge zu bauen, die möglichst leicht sind, schwere Lasten tragen können, möglichst wenig Treibstoff verbrauchen und rostbeständig sind.
Die Concorde
Im modernen Flugzeugbau wird Aluminium überall verwendet. Die Concorde, die 27 Jahre lang Passagiere mit mehr als doppelter Schallgeschwindigkeit beförderte, wurde mit einer Aluminiumhaut gebaut.
Die Boeing 737, das meistverkaufte Verkehrsflugzeug, das das Fliegen für die breite Masse möglich gemacht hat, besteht zu 80 % aus Aluminium.
Bei modernen Flugzeugen wird Aluminium im Rumpf, in den Flügelscheiben, im Ruder, in den Auspuffrohren, in den Türen und Böden, in den Sitzen, in den Triebwerksturbinen und in der Cockpit-Instrumentierung verwendet.
Weltraumforschung
Aluminium ist nicht nur in Flugzeugen von unschätzbarem Wert, sondern auch in Raumfahrzeugen, wo geringes Gewicht bei maximaler Festigkeit noch wichtiger ist. 1957 startete die Sowjetunion den ersten Satelliten, den Sputnik 1, der aus einer Aluminiumlegierung bestand.
Alle modernen Raumfahrzeuge bestehen zu 50 bis 90 Prozent aus Aluminiumlegierungen. Aluminiumlegierungen wurden in großem Umfang bei der Apollo-Raumsonde, der Raumstation Skylab, den Space Shuttles und der Internationalen Raumstation verwendet.
Die Raumsonde Orion – derzeit in der Entwicklung – soll die bemannte Erkundung von Asteroiden und des Mars ermöglichen. Der Hersteller Lockheed Martin hat sich für die wichtigsten Strukturkomponenten von Orion für eine Aluminium-Lithium-Legierung entschieden.
Raumstation Skylab
Veröffentlichungszeit: 20. Juli 2023