Wussten Sie das?Aluminiummacht 75–80 % 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 ist ideal für den Flugzeugbau, da es leicht und stabil ist.Aluminium wiegt etwa ein Drittel des Gewichts von Stahl, wodurch ein Flugzeug mehr Gewicht transportieren und/oder treibstoffeffizienter werden kann.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 in Flugzeughäuten, Motorhauben und Flugzeugstrukturen verwendet.Wird auch zur Reparatur und Restaurierung verwendet.
3003– Dieses Aluminiumblech wird häufig für Motorhauben und Leitbleche verwendet.
5052– Wird häufig zur Herstellung von Kraftstofftanks verwendet.5052 verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit (insbesondere bei Schiffsanwendungen).
6061– Wird typischerweise für Flugzeuglandematten und viele andere strukturelle Endanwendungen außerhalb der Luftfahrt verwendet.
7075– Wird häufig zur Verstärkung von Flugzeugstrukturen verwendet.7075 ist eine hochfeste Legierung und gehört (neben 2024) zu den am häufigsten in der Luftfahrtindustrie verwendeten Werkstoffen.
Geschichte von Aluminium in der Luft- und Raumfahrtindustrie
Die Gebrüder Wright
Am 17. Dezember 1903 führten die Gebrüder Wright mit ihrem Flugzeug, dem Wright Flyer, den ersten Menschenflug der Welt durch.
Der Wright-Flyer des Bruders Wright
Zu dieser Zeit waren Automobilmotoren sehr schwer und lieferten nicht genug Leistung, um einen Start zu ermöglichen. Deshalb bauten die Gebrüder Wright einen Spezialmotor, bei dem der Zylinderblock und andere Teile aus Aluminium gefertigt waren.
Da Aluminium nicht weit verbreitet und unerschwinglich teuer war, wurde das Flugzeug selbst aus einem mit Segeltuch überzogenen Rahmen aus Sitka-Fichte und Bambus gefertigt.Aufgrund der geringen Fluggeschwindigkeit und der begrenzten Fähigkeit des Flugzeugs, Auftrieb zu erzeugen, war es wichtig, den Rahmen extrem leicht zu halten, und Holz war das einzig mögliche Material, das leicht genug zum Fliegen und dennoch stark genug war, um die erforderliche Last zu tragen.
Es würde über ein Jahrzehnt dauern, bis sich die Verwendung von Aluminium weiter verbreitete.
Erster Weltkrieg
Holzflugzeuge machten sich in den Anfängen der Luftfahrt einen Namen, doch während des Ersten Weltkriegs begann leichtes Aluminium, Holz als wesentlichen Bestandteil für die Herstellung in der Luft- und Raumfahrtindustrie zu ersetzen.
1915 baute der deutsche Flugzeugkonstrukteur Hugo Junkers das weltweit erste Ganzmetallflugzeug;das Junkers J 1 Eindecker.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 traten Amerikaner und Europäer im Flugzeugrennen gegeneinander an, was zu Innovationen in Design und Leistung führte.Doppeldecker wurden durch stromlinienförmigere Eindecker ersetzt und es gab einen Übergang zu Ganzmetallrahmen aus Aluminiumlegierungen.
Die „Blechgans“
Im Jahr 1925 stieg die Ford Motor Co. in die Luftfahrtindustrie ein.Henry Ford entwarf die 4-AT, ein dreimotoriges Ganzmetallflugzeug aus gewelltem Aluminium.Unter dem Namen „The Tin Goose“ wurde es sofort ein Hit bei Passagieren und Fluglinienbetreibern.
Mitte der 1930er-Jahre entstand eine neue, stromlinienförmige Flugzeugform mit eng ummantelten mehreren Triebwerken, einziehbarem Fahrwerk, Propellern mit variabler Steigung und einer Aluminiumkonstruktion mit gespannter Haut.
Zweiter Weltkrieg
Während des Zweiten Weltkriegs wurde Aluminium für zahlreiche militärische Anwendungen benötigt – insbesondere für den Bau von Flugzeugrahmen – was zu einem rasanten Anstieg der Aluminiumproduktion führte.
Die Nachfrage nach Aluminium war so groß, dass WOR-NYC 1942 eine Radiosendung „Aluminum for Defense“ ausstrahlte, um die Amerikaner zu ermutigen, Aluminiumschrott für die Kriegsanstrengungen beizusteuern.Das Recycling von Aluminium wurde gefördert und „Tinfoil Drives“ bot im Austausch gegen Aluminiumfolienkugeln kostenlose Kinokarten an.
Im Zeitraum von Juli 1940 bis August 1945 produzierten die USA unglaubliche 296.000 Flugzeuge.Mehr als die Hälfte bestand überwiegend aus Aluminium.Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtindustrie war in der Lage, die Bedürfnisse des amerikanischen Militärs sowie der amerikanischen Verbündeten, darunter Großbritannien, zu erfüllen.Auf ihrem Höhepunkt im Jahr 1944 produzierten amerikanische Flugzeugfabriken stündlich 11 Flugzeuge.
Am Ende des Krieges verfügten die USA über die stärkste Luftwaffe der Welt.
Die Moderne
Seit Kriegsende ist Aluminium aus dem Flugzeugbau nicht mehr wegzudenken.Während sich die Zusammensetzung der Aluminiumlegierungen verbessert hat, bleiben die Vorteile von Aluminium dieselben.Aluminium ermöglicht es Konstrukteuren, ein Flugzeug zu bauen, das möglichst leicht ist, schwere Lasten tragen kann, am wenigsten Treibstoff verbraucht und unempfindlich gegen Rost ist.
Die Concorde
Im modernen Flugzeugbau wird überall Aluminium verwendet.Die Concorde, die 27 Jahre lang Passagiere mit mehr als der doppelten Schallgeschwindigkeit beförderte, war mit einer Aluminiumhülle gebaut.
Die Boeing 737, das meistverkaufte Verkehrsflugzeug, das Flugreisen für die breite Masse ermöglicht hat, besteht zu 80 % aus Aluminium.
Heutige Flugzeuge verwenden Aluminium im Rumpf, den Flügelscheiben, dem Ruder, den Auspuffrohren, den Türen und Böden, den Sitzen, den Triebwerksturbinen und der Cockpitinstrumentierung.
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 % aus einer Aluminiumlegierung.Aluminiumlegierungen wurden in großem Umfang bei der Raumsonde Apollo, der Raumstation Skylab, den Space Shuttles und der Internationalen Raumstation eingesetzt.
Die derzeit in der Entwicklung befindliche Raumsonde Orion soll die Erforschung von Asteroiden und des Mars durch Menschen ermöglichen.Der Hersteller Lockheed Martin hat sich für eine Aluminium-Lithium-Legierung für die Hauptstrukturkomponenten von Orion entschieden.
Raumstation Skylab
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20. Juli 2023