Tiesitkö, ettäAlumiinimuodostaa 75–80 % nykyaikaisesta lentokoneesta?!
Alumiinin historia ilmailuteollisuudessa ulottuu kauas menneisyyteen. Itse asiassa alumiinia käytettiin ilmailussa jo ennen lentokoneiden keksimistä. 1800-luvun lopulla kreivi Ferdinand Zeppelin käytti alumiinia kuuluisien Zeppelin-ilmalaivojensa runkojen valmistukseen.
Alumiini sopii erinomaisesti lentokoneiden valmistukseen, koska se on kevyttä ja vahvaa. Alumiini painaa noin kolmanneksen teräksestä, minkä ansiosta lentokone voi kuljettaa enemmän painoa ja/tai siitä tulee polttoainetehokkaampi. Lisäksi alumiinin korkea korroosionkestävyys varmistaa lentokoneen ja sen matkustajien turvallisuuden.
Yleiset ilmailualan alumiinilaadut
2024– Käytetään tyypillisesti lentokoneiden ulkokuoressa, konepelleissä ja rakenteissa. Käytetään myös korjauksessa ja entisöinnissä.
3003– Tätä alumiinilevyä käytetään laajalti konepeltien ja ohjauslevyjen valmistukseen.
5052– Käytetään yleisesti polttoainesäiliöiden valmistukseen. 5052:lla on erinomainen korroosionkestävyys (erityisesti merisovelluksissa).
6061– Käytetään tyypillisesti lentokoneiden laskeutumismatoissa ja monissa muissa ei-ilmailuun liittyvissä rakenteellisissa loppukäyttökohteissa.
7075– Käytetään yleisesti lentokoneiden rakenteiden vahvistamiseen. 7075 on erittäin luja seos ja yksi yleisimmin ilmailuteollisuudessa käytetyistä laatuluokista (vuoden 2024 jälkeen).
Alumiinin historia ilmailuteollisuudessa
Wrightin veljekset
Wrightin veljekset tekivät maailman ensimmäisen miehitetyn lennon lentokoneellaan, Wright Flyerilla, 17. joulukuuta 1903.
Wrightin veljesten Wright-esitte
Tuolloin autojen moottorit olivat erittäin raskaita eivätkä tuottaneet tarpeeksi tehoa nousuun, joten Wrightin veljekset rakensivat erikoismoottorin, jossa sylinterilohko ja muut osat oli valmistettu alumiinista.
Koska alumiinia ei ollut laajalti saatavilla ja se oli kohtuuttoman kallista, itse lentokoneen runko tehtiin sitkankuusesta ja bambusta, ja se oli peitetty kankaalla. Koneen alhaisten lentonopeuksien ja rajallisen nostovoiman vuoksi rungon pitäminen erittäin kevyenä oli olennaista, ja puu oli ainoa mahdollinen materiaali, joka oli tarpeeksi kevyt lentääkseen, mutta silti tarpeeksi vahva kantamaan tarvittavan kuorman.
Alumiinin käytön yleistyminen kestäisi yli vuosikymmenen.
Ensimmäinen maailmansota
Puiset lentokoneet tekivät jälkensä ilmailun alkuaikoina, mutta ensimmäisen maailmansodan aikana kevyt alumiini alkoi korvata puuta ilmailuteollisuuden olennaisena osana.
Vuonna 1915 saksalainen lentokonesuunnittelija Hugo Junkers rakensi maailman ensimmäisen täysmetallisen lentokoneen, Junkers J 1 -yksitasoisen. Sen runko oli valmistettu alumiiniseoksesta, joka sisälsi kuparia, magnesiumia ja mangaania.
Junkers J 1
Ilmailun kulta-aika
Ensimmäisen ja toisen maailmansodan välinen aika tunnetaan ilmailun kultakautena
1920-luvulla amerikkalaiset ja eurooppalaiset kilpailivat lentokonekilpailuissa, mikä johti innovaatioihin suunnittelussa ja suorituskyvyssä. Kaksitasoiset korvattiin virtaviivaisemmilla yksitasoisilla koneilla ja siirryttiin kokonaan metallisiin alumiiniseoksista valmistettuihin runkoihin.
”Pin Hanhi”
Vuonna 1925 Ford Motor Co. siirtyi lentoteollisuuteen. Henry Ford suunnitteli 4-AT-koneen, kolmimoottorisen, kokonaan metallisen, aaltoalumiinista valmistetun lentokoneen. "Peltihanheksi" kutsutusta koneesta tuli välittömästi hitti matkustajien ja lentoyhtiöiden keskuudessa.
1930-luvun puoliväliin mennessä syntyi uusi virtaviivainen lentokonemuoto, jossa oli tiiviisti suojatut useat moottorit, sisäänvedettävät laskutelineet, muuttuvakulmaiset potkurit ja jännitetty alumiinirakenne.
Toinen maailmansota
Toisen maailmansodan aikana alumiinia tarvittiin lukuisiin sotilaallisiin sovelluksiin – erityisesti lentokoneiden runkojen rakentamiseen – mikä aiheutti alumiinin tuotannon nousun.
Alumiinin kysyntä oli niin suuri, että vuonna 1942 WOR-NYC lähetti radio-ohjelman ”Aluminum for Defense” kannustaakseen amerikkalaisia lahjoittamaan romualumiinia sotatoimiin. Alumiinin kierrätystä kannustettiin, ja ”Tinfoil Drives” tarjosi ilmaisia elokuvalippuja vastineeksi alumiinifoliopalloista.
Heinäkuun 1940 ja elokuun 1945 välisenä aikana Yhdysvallat valmisti hämmästyttävät 296 000 lentokonetta. Yli puolet niistä valmistettiin pääasiassa alumiinista. Yhdysvaltain ilmailuteollisuus pystyi vastaamaan Yhdysvaltain armeijan sekä amerikkalaisten liittolaisten, kuten Ison-Britannian, tarpeisiin. Huippuvuonna 1944 amerikkalaiset lentokonetehtaat tuottivat 11 lentokonetta tunnissa.
Sodan loppuun mennessä Yhdysvalloilla oli maailman tehokkaimmat ilmavoimat.
Moderni aikakausi
Sodan päättymisen jälkeen alumiinista on tullut olennainen osa lentokoneiden valmistusta. Vaikka alumiiniseosten koostumus on parantunut, alumiinin edut ovat pysyneet samoina. Alumiinin avulla suunnittelijat voivat rakentaa lentokoneen, joka on mahdollisimman kevyt, kestää raskaita kuormia, kuluttaa mahdollisimman vähän polttoainetta ja on ruostumaton.
Concorde
Nykyaikaisessa lentokonevalmistuksessa alumiinia käytetään kaikkialla. Concorde, joka kuljetti matkustajia yli kaksinkertaisella äänen nopeudella 27 vuoden ajan, rakennettiin alumiinikuorella.
Boeing 737, myydyin suihkukoneliikennekone, joka on tehnyt lentomatkustuksesta totta massoille, on valmistettu 80-prosenttisesti alumiinista.
Nykypäivän lentokoneissa käytetään alumiinia rungossa, siipien ikkunoissa, peräsimessä, pakoputkissa, ovissa ja lattioissa, istuimissa, moottorin turbiineissa ja ohjaamon mittareissa.
Avaruustutkimus
Alumiini on korvaamatonta paitsi lentokoneissa myös avaruusaluksissa, joissa keveys yhdistettynä maksimaaliseen lujuuteen on vieläkin tärkeämpää. Vuonna 1957 Neuvostoliitto laukaisi ensimmäisen satelliitin, Sputnik 1:n, joka oli valmistettu alumiiniseoksesta.
Kaikki nykyaikaiset avaruusalukset koostuvat 50–90-prosenttisesti alumiiniseoksesta. Alumiiniseoksia on käytetty laajasti Apollo-luotaimessa, Skylab-avaruusasemalla, avaruussukkulissa ja kansainvälisellä avaruusasemalla.
Orion-luotain – jota parhaillaan kehitetään – on tarkoitettu asteroidien ja Marsin tutkimiseen miehitetyillä lennoilla. Valmistaja Lockheed Martin on valinnut alumiini-litiumseoksen Orionin päärakenneosiin.
Skylab-avaruusasema
Julkaisun aika: 20.7.2023