당신은 그것을 알고 있었나요?알류미늄현대 항공기의 75~80%를 차지한다고?!
항공우주산업에서 알루미늄의 역사는 오래전으로 거슬러 올라갑니다. 실제로 알루미늄은 비행기가 발명되기 전부터 항공 분야에 사용되었습니다. 19세기 후반, 페르디난드 제플린(Ferdinand Zeppelin) 백작은 그의 유명한 제플린 비행선의 프레임을 만들기 위해 알루미늄을 사용했습니다.
알루미늄은 가볍고 강하기 때문에 항공기 제조에 이상적입니다. 알루미늄은 강철 무게의 약 3분의 1에 불과하므로 항공기가 더 많은 무게를 운반할 수 있고 연료 효율도 높아집니다. 또한, 알루미늄의 높은 부식 저항성은 항공기와 승객의 안전을 보장합니다.
일반적인 항공우주 알루미늄 등급
2024년– 일반적으로 항공기 스킨, 카울, 항공기 구조물에 사용됩니다. 수리 및 복원에도 사용됩니다.
3003– 카울(Cowl) 및 배플(Baffle) 도금용으로 널리 사용되는 알루미늄 시트입니다.
5052– 일반적으로 연료 탱크를 만드는 데 사용됩니다. 5052는 내식성이 뛰어납니다(특히 해양 응용 분야에서).
6061– 일반적으로 항공기 착륙 매트 및 기타 많은 비항공 구조 최종 용도에 사용됩니다.
7075– 일반적으로 항공기 구조물을 강화하는 데 사용됩니다. 7075는 고강도 합금이며 항공 산업에서 사용되는 가장 일반적인 등급 중 하나입니다(2024에 이어).
항공우주 산업에서 알루미늄의 역사
라이트 형제
1903년 12월 17일, 라이트 형제는 라이트 플라이어(Wright Flyer)라는 비행기를 이용해 세계 최초로 인간 비행에 성공했습니다.
라이트 형제의 라이트 플라이어
당시 자동차 엔진은 매우 무거웠고 이륙하기에 충분한 출력을 전달하지 못했기 때문에 라이트 형제는 실린더 블록과 기타 부품을 알루미늄으로 만든 특수 엔진을 만들었습니다.
알루미늄은 널리 보급되지 않았고 가격도 엄청나게 비쌌기 때문에 비행기 자체는 캔버스로 덮인 시트카 가문비나무와 대나무 프레임으로 만들어졌습니다. 낮은 속도와 비행기의 제한된 양력 생성 능력으로 인해 프레임을 극도로 가볍게 유지하는 것이 필수적이었고 목재는 날 수 있을 만큼 가벼우면서도 필요한 하중을 지탱할 수 있을 만큼 튼튼한 유일한 실현 가능한 재료였습니다.
알루미늄의 사용이 더욱 널리 퍼지려면 10년 이상이 걸릴 것입니다.
제1차 세계 대전
목재 항공기는 항공 초기에 주목을 받았지만 제1차 세계 대전 중에 항공우주 제조의 필수 구성 요소로서 경량 알루미늄이 목재를 대체하기 시작했습니다.
1915년 독일 항공기 설계자 Hugo Junkers는 세계 최초의 풀메탈 항공기를 제작했습니다. Junkers J 1 단엽기. 동체는 구리, 마그네슘, 망간을 포함하는 알루미늄 합금으로 만들어졌습니다.
융커스 J 1
항공의 황금시대
제1차 세계대전부터 제2차 세계대전까지의 기간을 항공의 황금시대라고 부르게 되었습니다.
1920년대에는 미국과 유럽이 비행기 경주에서 경쟁을 펼쳤고, 이는 디자인과 성능의 혁신으로 이어졌습니다. 복엽기는 더욱 간소화된 단엽기로 대체되었으며 알루미늄 합금으로 만든 전체 금속 프레임으로 전환되었습니다.
“틴 구스”
1925년에 Ford Motor Co.는 항공 산업에 진출했습니다. 헨리 포드(Henry Ford)는 골판지 알루미늄을 사용하여 3개의 엔진을 갖춘 순금속 비행기인 4-AT를 설계했습니다. "The Tin Goose"라는 별명이 붙은 이 비행기는 승객과 항공사 운영자들에게 즉각적인 인기를 끌었습니다.
1930년대 중반에는 단단히 덮개를 씌운 다중 엔진, 접이식 랜딩 기어, 가변 피치 프로펠러, 응력 스킨 알루미늄 구조를 갖춘 새로운 유선형 항공기 형태가 등장했습니다.
제2차 세계대전
제2차 세계대전 동안 알루미늄은 다양한 군사 용도, 특히 항공기 프레임 제작에 필요했으며 이로 인해 알루미늄 생산량이 급증했습니다.
알루미늄에 대한 수요가 너무 커서 1942년 WOR-NYC는 미국인들이 전쟁 노력에 알루미늄 스크랩을 기부하도록 장려하기 위해 라디오 쇼 "국방을 위한 알루미늄"을 방송했습니다. 알루미늄 재활용이 장려되었고, “Tinfoil Drives”는 알루미늄 호일 볼과 교환하여 무료 영화 티켓을 제공했습니다.
1940년 7월부터 1945년 8월까지 미국은 무려 296,000대의 항공기를 생산했습니다. 절반 이상이 주로 알루미늄으로 만들어졌습니다. 미국 항공우주 산업은 미국 군대는 물론 영국을 포함한 미국 동맹국의 요구도 충족할 수 있었습니다. 1944년 전성기에는 미국 항공기 공장에서 매시간 11대의 항공기를 생산했습니다.
전쟁이 끝날 무렵, 미국은 세계에서 가장 강력한 공군을 보유하게 되었습니다.
현대 시대
전쟁이 끝난 후 알루미늄은 항공기 제조에 필수적인 부분이 되었습니다. 알루미늄 합금의 구성이 개선되었지만 알루미늄의 장점은 동일하게 유지됩니다. 알루미늄을 사용하면 설계자는 가능한 한 가볍고, 무거운 짐을 운반할 수 있으며, 최소한의 연료를 사용하고 녹이 슬지 않는 비행기를 만들 수 있습니다.
콩코드
현대 항공기 제조에서는 알루미늄이 모든 곳에서 사용됩니다. 27년 동안 음속의 두 배 이상의 속도로 승객을 날린 콩코드는 알루미늄 외피로 만들어졌습니다.
대중의 항공 여행을 현실화한 베스트셀러 제트 상용 여객기인 보잉 737은 80%가 알루미늄입니다.
오늘날의 비행기는 동체, 날개 창, 방향타, 배기관, 문과 바닥, 좌석, 엔진 터빈, 조종석 장비에 알루미늄을 사용합니다.
우주 탐사
알루미늄은 비행기뿐만 아니라 최대 강도와 함께 가벼운 무게가 더욱 필수적인 우주선에서도 매우 중요합니다. 1957년 소련은 알루미늄 합금으로 만든 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 발사했다.
모든 현대 우주선은 50%~90%의 알루미늄 합금으로 구성됩니다. 알루미늄 합금은 아폴로 우주선, 스카이랩 우주 정거장, 우주 왕복선 및 국제 우주 정거장에서 광범위하게 사용되었습니다.
현재 개발 중인 오리온 우주선은 소행성과 화성을 인간이 탐사할 수 있도록 고안되었습니다. 제조업체인 Lockheed Martin은 Orion의 주요 구조 부품으로 알루미늄-리튬 합금을 선택했습니다.
스카이랩 우주 정거장
게시 시간: 2023년 7월 20일