Pielea de avion. Principalele părți ale aeronavei

Un avion este o aeronavă, fără de care astăzi este imposibil să ne imaginăm mișcarea oamenilor și a mărfurilor pe distanțe lungi. Dezvoltarea designului aeronave moderne, precum și crearea elementelor sale individuale pare a fi o sarcină importantă și responsabilă. Numai inginerii de înaltă calificare și specialiștii specializați au voie să facă această lucrare, deoarece o mică eroare în calcule sau un defect de fabricație va duce la consecințe fatale pentru piloți și pasageri. Nu este un secret pentru nimeni că orice aeronavă are un fuselaj, aripi portante, o unitate de putere, un sistem de control multidirecțional și dispozitive de decolare și aterizare.

Informațiile prezentate mai jos despre caracteristicile de proiectare ale componentelor aeronavei vor fi de interes pentru adulții și copiii implicați în dezvoltarea de proiectare a modelelor de aeronave, precum și pentru elementele individuale.

Fuzelajul avionului

Partea principală a aeronavei este fuselajul. Elementele structurale rămase sunt atașate de el: aripi, coada cu aripioare, tren de aterizare, iar în interior există o cabină de control, comunicații tehnice, pasageri, marfă și echipajul aeronavei. Corpul aeronavei este asamblat longitudinal și transversal elemente de putere, urmată de înveliș metalic (în versiuni ușoare - placaj sau plastic).

La proiectarea fuselajului unui avion, cerințele sunt pentru greutatea structurii și caracteristicile de rezistență maximă. Acest lucru poate fi realizat folosind următoarele principii:

Corpul fuselajului aeronavei este realizat într-o formă care reduce rezistența asupra maselor de aer și promovează generarea de portanță. Volumul și dimensiunile aeronavei trebuie cântărite proporțional;
La proiectare, se asigură cea mai densă aranjare a pielii și a elementelor de rezistență ale corpului pentru a crește volumul util al fuzelajului;
Acestea se concentrează pe simplitatea și fiabilitatea fixării segmentelor de aripi, a echipamentelor de decolare și aterizare și a centralelor electrice;
Locurile pentru asigurarea încărcăturii, cazarea pasagerilor și consumabilele trebuie să asigure fixarea și echilibrul fiabil al aeronavei în diferite condiții de operare;

Locația echipajului trebuie să ofere condiții pentru controlul confortabil al aeronavei, accesul la instrumentele de bază de navigație și control în situații extreme;
În perioada de întreținere a aeronavei, este posibilă diagnosticarea și repararea liberă a componentelor și ansamblurilor defecte.

Rezistența corpului aeronavei trebuie să poată rezista la sarcini în diferite condiții de zbor, inclusiv:

sarcini la punctele de atașare ale elementelor principale (aripi, coadă, tren de aterizare) în timpul modurilor de decolare și aterizare;
în timpul perioadei de zbor, să reziste la sarcina aerodinamică, ținând cont de forțele de inerție ale greutății aeronavei, de funcționarea unităților și de funcționarea echipamentelor;
scăderi de presiune în părțile închise ermetic ale aeronavei, care apar în mod constant în timpul supraîncărcărilor de zbor.

Principalele tipuri de construcție a caroseriei aeronavei includ fuselajul plat, cu unul și două etaje, lat și îngust. Fuzelajele de tip fascicul s-au dovedit și sunt utilizate, inclusiv opțiuni de aspect numite:

Înveliș - designul exclude segmentele localizate longitudinal, armarea are loc datorită cadrelor;
Spar - elementul are dimensiuni semnificative, iar sarcina directă cade asupra acestuia;
Cele cu șnur - au o formă originală, suprafața și secțiunea transversală sunt mai mici decât în versiunea spate.

Important! Distribuția uniformă a sarcinii pe toate părțile aeronavei se realizează datorită cadrului intern al fuzelajului, care este reprezentat de conectarea diferitelor elemente de putere pe toată lungimea structurii.

Designul aripilor

Aripa este una dintre principalele elemente structurale aeronave, asigurând crearea portanței pentru zbor și manevre în masele de aer. Aripile sunt folosite pentru a găzdui dispozitivele de decolare și aterizare, o unitate de putere, combustibil și accesorii. Caracteristicile operaționale și de zbor ale unei aeronave depind de combinația corectă de greutate, rezistență, rigiditate structurală, aerodinamică și manoperă.

Părțile principale ale aripii sunt următoarea listă de elemente:

O carenă formată din lămpi, stringers, nervuri, placare;
Lamele și flapsurile asigurând decolare și aterizare lină;
Interceptoare și eleronoane - prin intermediul acestora aeronava este controlată în spațiul aerian;
Flapsuri de frână concepute pentru a reduce viteza de mișcare în timpul aterizării;
Pilonii necesari pentru montarea unităților de alimentare.

Diagrama de forță structurală a aripii (prezența și amplasarea pieselor sub sarcină) trebuie să asigure o rezistență stabilă la forțele de torsiune, forfecare și încovoiere ale produsului. Aceasta include elemente longitudinale și transversale, precum și placarea exterioară.

LA traverse includ coaste;
Elementul longitudinal este reprezentat de bare, care pot fi sub formă de grindă monolitică și reprezintă o ferme. Ele sunt situate pe întregul volum al părții interioare a aripii. Participați la conferirea rigidității structurii atunci când sunt expuse la forțe de îndoire și laterale în toate etapele zborului;
Stringer este, de asemenea, clasificat ca element longitudinal. Amplasarea sa este de-a lungul aripii de-a lungul întregii anverguri. Funcționează ca compensator de efort axial pentru sarcinile de încovoiere a aripilor;
Coastele sunt un element de plasare transversală. Structura este formată din ferme și grinzi subțiri. Dă profil aripii. Oferă rigiditate suprafeței în timp ce distribuie o sarcină uniformă în timpul creării unei perne de aer de zbor, precum și fixează unitatea de putere;
Pielea modelează aripa, oferind o portanță aerodinamică maximă. Împreună cu alte elemente structurale, crește rigiditatea aripii și compensează sarcinile externe.

Clasificarea aripilor de aeronave se realizează în funcție de caracteristici de proiectareși gradul de funcționare al căptușelii exterioare, inclusiv:

Tip spar. Ele se caracterizează printr-o grosime ușoară a pielii, formând un contur închis cu suprafața membrelor laterale.
Tip monobloc. Sarcina externă principală este distribuită pe suprafața pielii groase, asigurată de un set masiv de stringeri. Placarea poate fi monolitică sau constă din mai multe straturi.

Important!Îmbinarea pieselor aripilor și prinderea ulterioară a acestora trebuie să asigure transmiterea și distribuirea momentelor de încovoiere și cuplu care apar în diferite condiții de funcționare.

Motoare de avioane

Datorită îmbunătățirii constante a unităților de putere ale aviației, dezvoltarea construcției moderne de avioane continuă. Primele zboruri nu puteau fi lungi și au fost efectuate exclusiv cu un singur pilot tocmai pentru că nu existau motoare puternice capabile să dezvolte forța de tracțiune necesară. Pe parcursul întregii perioade trecute, aviația a folosit următoarele tipuri de motoare de aeronave:

Aburi. Principiul de funcționare a fost transformarea energiei aburului în mișcare înainte, transmisă elicei aeronavei. Datorită eficienței sale scăzute, a fost folosit pentru o perioadă scurtă de timp pe primele modele de aeronave;
Motoarele cu piston sunt motoare standard cu ardere internă a combustibilului și transmisie a cuplului la elice. Disponibilitatea fabricării din materiale moderne permite utilizarea lor până în prezent pe anumite modele de aeronave. Eficiența nu este mai mare de 55,0%, dar fiabilitatea ridicată și ușurința de întreținere fac motorul atractiv;

Reactiv. Principiul de funcționare se bazează pe transformarea energiei de ardere intensivă a combustibilului de aviație în forța necesară zborului. Astăzi, acest tip de motor este cel mai solicitat în construcția de avioane;
Turbina de gaz. Ele funcționează pe principiul încălzirii limită și compresiei gazului de ardere a combustibilului, care vizează rotirea unei unități de turbină. Sunt utilizate pe scară largă în aviația militară. Folosit în aeronave precum Su-27, MiG-29, F-22, F-35;
Turboprop. Una dintre opțiunile pentru motoarele cu turbină cu gaz. Dar energia obținută în timpul funcționării este convertită în energie de antrenare pentru elicea aeronavei. O mică parte din el este folosită pentru a forma un jet de tracțiune. Folosit în principal în aviația civilă;
Turboventilator. Caracterizat de eficiență ridicată. Tehnologia utilizată pentru injectarea de aer suplimentar pentru arderea completă a combustibilului asigură eficiență maximă de funcționare și siguranță ridicată a mediului. Astfel de motoare și-au găsit aplicația în crearea avioanelor mari.

Important! Lista de motoare dezvoltate de designerii de aeronave nu se limitează la lista de mai sus. În momente diferite, au fost făcute încercări de a crea diferite variații ale unităților de putere. În secolul trecut, s-au lucrat chiar și la construcția de motoare nucleare în beneficiul aviației. Prototipurile au fost testate în URSS (TU-95, AN-22) și SUA (Convair NB-36H), dar au fost retrase de la testare din cauza pericolului ridicat pentru mediu în accidentele aviatice.

Comenzi și semnalizare

Complexul de echipamente de bord, dispozitive de comandă și de acționare ale aeronavei se numesc comenzi. Comenzile sunt date din cabina pilotului și sunt efectuate de elementele planului aripii și penele cozii. Pe tipuri diferite Aeronavele folosesc diferite tipuri de sisteme de control: manuale, semiautomate și complet automatizate.

Controalele, indiferent de tipul de sistem de control, sunt împărțite după cum urmează:

Control de bază, care include acțiuni responsabile de ajustarea condițiilor de zbor, restabilirea echilibrului longitudinal al aeronavei în parametri predeterminați, Acestea includ:

pârghii controlate direct de pilot (roată, lift, orizont, panouri de comandă);
comunicații pentru conectarea pârghiilor de comandă cu elemente de actuatoare;
dispozitive de executare directa (elerone, stabilizatoare, sisteme spoilere, flaps, lamele).

Control suplimentar utilizat în timpul modurilor de decolare sau aterizare.

Atunci când se utilizează controlul manual sau semi-automat al unei aeronave, pilotul poate fi considerat parte integrantă a sistemului. Numai el poate colecta și analiza informații despre poziția aeronavei, indicatorii de încărcare, conformitatea direcției de zbor cu datele planificate și poate lua decizii adecvate situației.

Pentru a obține informații obiective despre situația zborului și starea componentelor aeronavei, pilotul folosește grupuri de instrumente, să le numim pe cele principale:

Aerobatic și folosit în scopuri de navigație. Determinați coordonatele, poziția orizontală și verticală, viteza, abaterile liniare. Ele controlează unghiul de atac în raport cu fluxul de aer care se apropie, funcționarea dispozitivelor giroscopice și mulți parametri de zbor la fel de importanți. Pe modelele de aeronave moderne, acestea sunt combinate într-un singur sistem de zbor și navigație;
Pentru a controla funcționarea unității de alimentare. Ele furnizează pilotului informații despre temperatura și presiunea uleiului și a combustibilului de aviație, debitul amestecului de lucru, numărul de rotații ale arborilor cotit, indicatorul de vibrații (turometre, senzori, termometre etc.);
Pentru a monitoriza funcționarea echipamentelor suplimentare și a sistemelor de aeronave. Acestea includ un set de instrumente de măsurare, ale căror elemente sunt amplasate în aproape toate părțile structurale ale aeronavei (manometre, indicatoare de consum de aer, cădere de presiune în cabinele închise sub presiune, poziții ale clapetelor, dispozitive de stabilizare etc.);
Pentru a evalua starea atmosferei înconjurătoare. Principalii parametri măsurați sunt temperatura aerului exterior, starea presiunii atmosferice, umiditatea și indicatorii de viteză ai mișcării maselor de aer. Se folosesc barometre speciale și alte instrumente de măsurare adaptate.

Important! Instrumentele de măsurare utilizate pentru monitorizarea stării mașinii și a mediului extern sunt special concepute și adaptate pentru condiții dificile de funcționare.

Sisteme de decolare și aterizare 2280

Decolarea și aterizarea sunt considerate perioade critice în timpul funcționării aeronavei. În această perioadă apar sarcini maxime pe întreaga structură. Doar trenul de aterizare proiectat fiabil poate garanta o accelerație acceptabilă pentru ridicarea spre cer și o atingere moale a suprafeței pistei de aterizare. În zbor, ele servesc ca un element suplimentar pentru a rigidiza aripile.

Designul celor mai comune modele de șasiu este reprezentat de următoarele elemente:

bară pliabilă, compensarea sarcinilor lotului;
amortizor (grup), asigură funcționarea lină a aeronavei atunci când se deplasează de-a lungul pistei, compensează șocurile în timpul contactului cu solul, poate fi instalat împreună cu amortizoare stabilizatoare;
bretele, care acționează ca întărituri ale rigidității structurale, pot fi numite tije, sunt amplasate în diagonală față de rafturi;
traverse atașate structurii fuselajului și aripilor trenului de aterizare;
mecanism de orientare - pentru a controla direcția de mișcare pe bandă;
sisteme de blocare care asigură fixarea rack-ului în poziția cerută;
cilindri proiectați să extindă și să retragă trenul de aterizare.

Câte roți are un avion? Numărul de roți este determinat în funcție de modelul, greutatea și scopul aeronavei. Cea mai comună este plasarea a două rafturi principale cu două roți. Modelele mai grele sunt cu trei stâlpi (situate sub arc și aripi), cu patru stâlpi - două principale și două suport suplimentare.

Video

Designul descris al aeronavei oferă doar o idee generală a principalelor componente structurale și ne permite să determinăm gradul de importanță a fiecărui element în timpul funcționării aeronavei. Studiul suplimentar necesită o pregătire aprofundată în inginerie, cunoștințe speciale de aerodinamică, rezistența materialelor, hidraulice și echipamente electrice. La întreprinderile producătoare de avioane, aceste probleme sunt tratate de oameni care au urmat pregătire și pregătire specială. Puteți studia în mod independent toate etapele creării unui avion, dar pentru a face acest lucru ar trebui să aveți răbdare și să fiți pregătit să obțineți noi cunoștințe.

ALUMINIU
ÎN TRANSPORT

Toate tipurile de transport pe pământ, de la biciclete la rachete spațiale, sunt realizate din aluminiu. Acest metal permite unei persoane să se miște cu viteză mare, să înoate peste oceane, să se ridice în cer și să părăsească granițele planetei noastre. Sectorul transporturilor reprezintă deja cea mai mare pondere a consumului global de aluminiu – 27%. Și în următorii ani, această cifră nu va face decât să crească.

Aviația și spațiul

Aluminiul va rămâne pentru totdeauna în istorie ca metalul care a permis omului să zboare. Ușor, puternic și flexibil, s-a dovedit a fi un material ideal pentru crearea aeronavelor controlate. Nu degeaba al doilea nume al aluminiului este „metal înaripat”.

Astăzi, aluminiul reprezintă aproximativ 75-80% din greutatea totală a unei aeronave moderne. Și prima sa aplicație în aviație a fost înregistrată chiar înainte de inventarea avioanelor în sine. De exemplu, contele Ferdinand Zeppelin a realizat cadre pentru celebrele sale aeronave din aliaj de aluminiu.

Descoperirea care a marcat începutul aviației moderne a avut loc în 1903, când frații Wright au zburat cu Flyer 1 pentru prima dată în istoria omenirii. Motoarele mașinilor din acea vreme cântăreau prea mult, aveau putere redusă și nu puteau ridica vehiculul în aer. Special pentru acest scop a fost dezvoltat un nou motor, ale cărui părți, inclusiv blocul de cilindri, au fost turnate din aluminiu.

Ulterior, metalul „înaripat” a înlocuit lemnul, oțelul și alte materiale în proiectarea primei aeronave și, deja în 1917, celebrul designer de avioane german Hugo Junkers a luat în aer primul avion din metal, al cărui fuselaj a fost realizat. dintr-un aliaj de aluminiu - duraluminiu, care conține și cupru (4,5%), magneziu (1,5%) și mangan (0,5%). Creatorul aliajului unic în 1909 a fost Alfred Wilm. De asemenea, a descoperit efectul de îmbătrânire a aliajului, care constă într-o creștere semnificativă a rezistenței acestuia după călire pentru o perioadă lungă de timp.

Duraluminiu

În timpul Primului Război Mondial, duraluminul a fost o adevărată tehnologie militară. Compoziția și tehnologia de tratare termică au fost păstrate secrete, deoarece era cel mai important material structural în construcția aeronavelor.

De atunci, aluminiul a câștigat statutul de material structural cheie în aviație și își menține acest statut până în prezent. Compoziția aliajelor de aeronave se schimbă, aeronavele sunt îmbunătățite, dar sarcina principală a designerilor de aeronave rămâne neschimbată: crearea masina usoara cu capacitate maxima, foloseste o cantitate minima de combustibil si nu se corodeaza in timp. Este aluminiu care permite inginerilor să realizeze toate condițiile necesare. Aluminiul este folosit literalmente peste tot în aeronavele moderne: fuselaj, flaps, structuri aripi și coadă, sisteme de fixare, structuri porturi de evacuare, surse de alimentare, brațe de realimentare, uși și podele, cadre pentru scaunele pilotului și pasagerului, conectori de combustibil, sisteme hidraulice, barele de cabină. , rulmenți, instrumente în cockpit, turbine ale motoarelor și multe altele.

Principalele aliaje de aluminiu utilizate în aviație sunt seriile 2xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx și 7xxx. Seria 2xxx este recomandată pentru lucru la temperaturi ridicate și cu valori crescute ale coeficientului de duritate la rupere. Aliaje din seria 7xxx - pentru funcționarea la temperaturi mai scăzute a pieselor încărcate semnificativ și pentru piese cu rezistență ridicată la coroziune. Pentru componentele cu încărcare redusă se folosesc aliaje din seriile 3xxx, 5xxx și 6xxx. Ele sunt, de asemenea, utilizate în sisteme hidraulice, ulei și combustibil.

Cel mai utilizat aliaj este 7075, format din aluminiu, zinc, magneziu și cupru. Acesta este cel mai puternic dintre toate aliajele de aluminiu, comparabil în acest indicator cu oțelul, dar de 3 ori mai ușor.

Avioanele sunt asamblate din foi și profile conectate între ele cu nituri de aluminiu, numărul de nituri dintr-o mașină poate ajunge la câteva milioane. Unele modele folosesc panouri presate in loc de foi, iar daca apare o fisura, aceasta va ajunge doar la capatul unui astfel de panou. De exemplu, aripa celei mai mari aeronave cargo din lume, An-124-100 Ruslan, cu o capacitate de ridicare de până la 120 de tone, este formată din opt panouri din aluminiu extrudat, fiecare cu 9 metri lățime. Designul aripii este astfel încât să funcționeze chiar și cu două panouri distruse.

Astăzi, designerii de avioane încearcă să găsească un material care să aibă toate avantajele aluminiului, dar să fie și mai ușor. Singurul candidat potrivit pentru acest rol în acest moment este fibra de carbon. Este format din fire cu un diametru de 5 până la 15 microni, formate în principal din atomi de carbon. Prima aeronavă de pasageri pe distanțe lungi al cărei fuselaj a fost realizat în întregime din materiale compozite a fost Boeing 787 Dreamliner, care a efectuat primul său zbor comercial în 2011.

Cu toate acestea, producția unor astfel de avioane este mult mai scumpă decât utilizarea aluminiului. În plus, fibra de carbon nu oferă un nivel adecvat de siguranță a aeronavei.

De bază punctele forte aliaje spațiale de aluminiu – rezistență la temperaturi ridicate și scăzute, sarcini de vibrații și radiații. Mai mult, au proprietatea de „întărire criogenică” - odată cu scăderea temperaturii, rezistența și ductilitatea lor cresc doar. Acestea sunt aliaje de tipul „titan-aluminiu”, „nichel-aluminiu” și „fier-crom-aluminiu”.

Aluminiul s-a dovedit a fi indispensabil nu numai în aviație, ci și în astronautică, unde combinația dintre greutatea minimă și rezistența maximă este și mai critică. Corpul primului satelit artificial al Pământului, lansat în URSS în 1957, a fost realizat din aliaj de aluminiu.

Nicio navă spațială modernă nu se poate descurca fără aluminiu - de la 50% la 90% din greutatea navelor spațiale este realizată din structuri din aliaj de aluminiu. Acestea au fost folosite pentru a face corpul navetei spațiale, fasciculul antenei telescopice al telescopului spațial Hubble, rezervoarele de rachete cu hidrogen, niște rachete, structurile superioare ale etapei, corpul stațiilor spațiale care orbitează și elementele de fixare pentru panouri solare pe ele.

Chiar și rachetele solide funcționează pe aluminiu. Astfel de acceleratoare accelerează prima etapă a navei spațiale și constau din pulbere de aluminiu, un oxidant sub formă de perclorat din același aluminiu și un liant. De exemplu, cel mai puternic vehicul de lansare din lume de astăzi, Saturn 5 (poate transporta 140 de tone de marfă pe orbita joasă a Pământului), arde 36 de tone de pulbere de aluminiu în timpul zborului său.

Industria auto

Mașina este cel mai comun tip de transport din lume. Principalul material structural aici este oțelul relativ ieftin. Cu toate acestea, pe măsură ce economia de combustibil, reducerea emisiilor de CO 2 și proiectarea vehiculelor devin principalele priorități ale industriei auto, aluminiul începe să joace un rol din ce în ce mai important în industria auto.

În 2014, industria auto globală (excluzând China) a consumat 2,87 milioane de tone de aluminiu. Se estimează că această cifră va crește la 4,49 milioane de tone până în 2020. Factorii cheie din spatele acestei creșteri sunt atât producția crescută de mașini în sine, cât și utilizarea sporită a aluminiului în acestea.

Fiecare kilogram de aluminiu folosit la fabricarea unei mașini reduce greutatea totală a mașinii cu un kilogram. Prin urmare, producția unui număr tot mai mare de piese sale a fost transferată pe aluminiu: radiatoare ale sistemului de răcire a motorului, jante, bare de protecție, piese de suspensie, blocuri de cilindri ale motorului, carcase de transmisie și, în sfârșit, părți ale caroseriei - capote, uși și chiar întregul întreg. cadru. Drept urmare, din anii 1970, ponderea aluminiului în greutatea totală a unei mașini a crescut constant - de la 35 kg la 152 kg de astăzi. Conform previziunilor experților, până în 2025 conținutul mediu de aluminiu dintr-o mașină va ajunge la 250 kg.

Formula 1

O mașină de curse de Formula 1, conform cerințelor pentru 2015, trebuie să cântărească cel puțin 702 kilograme. Două treimi din această masă este aluminiu. În timp ce carcasa este realizată din fibră de carbon, toate componentele interne și componentele sunt realizate din „metal înaripat”.

Aluminiul a fost folosit în industria auto aproape de la începutul utilizării industriale a acestui metal. În 1899 la expoziție internațională La Berlin a fost prezentată prima mașină a cărei caroserie a fost realizată în întregime din aluminiu - mașina sport Durkopp. Și în 1901, motorul a devenit, de asemenea, din aluminiu - a fost făcut de celebrul inventator german Karl Benz pentru a participa la cursele de la Nisa. În 1962, legendarul șofer Mickey Thompson a concurat la Indianapolis 500 într-o mașină cu motor din aluminiu și a obținut un rezultat excelent. Multe companii au îmbunătățit ulterior acest motor și l-au folosit în diverse modele produse în serie și mașini de curse, inclusiv mașini de Formula 1. Interesul pentru piesele din aluminiu a fost stimulat și de criza petrolului din anii 1970. Forțați să-și facă griji cu privire la economia de combustibil, designerii au început să înlocuiască piesele din oțel cu altele mai ușoare din aluminiu, reducând astfel greutate totală mașini.

Mickey Thompson

Indianapolis 500, 1962

Range Rover
Cel mai recent model Range Rover din aluminiu este cu 39% mai ușor, sau 420 de kilograme. Aceasta este echivalentă cu greutatea a cinci persoane.

Producătorii de automobile premium au fost primii care au folosit aluminiu pentru fabricarea caroseriei. Astfel, prima mașină de serie cu caroserie din aluminiu a fost Audi A8, lansat în 1994. A fost urmată de alte mărci de lux - BMW, Mercedes-Benz, Porsche, Land Rover, Jaguar.

În 2014, a avut loc un alt eveniment semnificativ pentru industrie - o mașină cu o caroserie din aluminiu a apărut în segmentul de masă. A fost Ford 150, cea mai populară camionetă din Statele Unite de 38 de ani. Datorită trecerii la aluminiu, mașina a devenit cu 315 kg mai ușoară în comparație cu modelul anterior, care a redus semnificativ consumul de combustibil și emisiile de CO 2, precum și o capacitate de sarcină utilă crescută și o dinamică îmbunătățită de accelerare și frânare. În același timp, mașina a primit cel mai mare rating de fiabilitate NHTSA - cinci stele în loc de patru în modelul anterior.

Principalele metode de fabricare a diferitelor piese auto sunt turnarea și ștanțarea din foi și benzi laminate. Dar unele dintre ele sunt realizate printr-o metodă neobișnuită de presare la cald a pulberii fine de aluminiu - SAP (pulbere de aluminiu sinterizată). Pulberea de aluminiu oxidată este plasată într-o carcasă de aluminiu și încălzită la o temperatură puțin mai mică decât cea de topire a metalului și presată la cald. Produsele rezultate sunt foarte durabile și sunt utilizate acolo unde sunt necesare piese pentru a funcționa la temperaturi ridicate cu un coeficient de frecare scăzut - de exemplu, așa sunt fabricate pistoanele motorului.

Tesla
Protecția complet avansată a Tesla constă din trei niveluri. Prima este o grindă goală din aluminiu cu formă specială, care fie aruncă un obiect aflat pe drum, fie atenuează impactul. A doua este o placă de titan care protejează cele mai vulnerabile componente din partea din față a mașinii. Al treilea este un scut din aluminiu extrudat, care disipează energia de impact și, dacă obstacolul este solid și imobil, ridică mașina deasupra acestuia.

O altă proprietate remarcabilă a aluminiului este că absoarbe perfect impacturile și face acest lucru de două ori mai eficient decât oțelul. De aceea, producătorii auto folosesc acest metal pentru bare de protecție de mult timp. Caroseria revoluționară a mașinii electrice de la Tesla este echipată cu o armură antiglonț de 8 mm din aliaje de aluminiu, care protejează compartimentul bateriei și garantează siguranță atunci când se conduce la viteze de 200 km/h. Recent, compania a instalat protecție suplimentară din aluminiu-titan pe mașinile sale, ceea ce permite mașinii să distrugă literalmente obstacolele din beton și oțel întărit care cad sub roți, menținând în același timp controlabilitatea.

O caroserie din aluminiu are avantaje față de o caroserie din oțel din punct de vedere al siguranței și pentru că deformațiile din structurile din aluminiu sunt localizate în zone compacte, împiedicând alte părți ale caroseriei să se deformeze și menținând siguranța maximă pentru partea mașinii în care se află pasagerii.

Experții spun că producătorii auto vor crește semnificativ utilizarea aluminiului în modelele lor în următorul deceniu. „Metal înaripat” va fi folosit în cantități mari în părți ale corpului sau pentru fabricarea întregului corp.

În același timp, multe companii de automobile astăzi sunt de acord cu producătorii de aluminiu cu privire la crearea unei producții cu ciclu închis, când piesele de schimb pentru mașini noi sunt create din piese de aluminiu casate ale mașinilor reciclate. Este greu de imaginat un tip de producție industrială mai ecologică.

Transport feroviar

Aplicarea aluminiului în transport feroviar a început aproape imediat după formarea industriei aluminiului în sine. În 1894, New York, New Haven și Hartford Railroad, deținută atunci de bancherul John Pierpont Morgan, a început să producă mașini speciale ușoare de pasageri cu scaune din aluminiu.

Cu toate acestea, la început, aluminiul s-a dovedit a fi cel mai solicitat în segmentul de transport de marfă, unde trenul necesită cea mai mică greutate posibilă, ceea ce îi permite să transporte un volum mai mare de marfă.

Primele vagoane de marfă realizate în întregime din aluminiu au fost produse în 1931 în SUA. Era un buncăr - o mașină pentru transportul mărfurilor în vrac și granulare, al cărei corp are forma unei pâlnii cu trape pentru descărcare în partea de jos. Astăzi, pentru producția de astfel de mașini, sunt utilizate în principal aliaje din seria 6xxx - au o rezistență crescută și rezistență la coroziune.

Shinkansen
Primul tren de mare viteză din lume a apărut în Japonia în 1964. A traversat între Tokyo și Osaka și a parcurs o distanță de 515 km în 3 ore și 10 minute, accelerând până la 210 km/h. Shinkansen a permis să rezolve problema acută de transport din această regiune, care găzduia peste 45 de milioane de oameni.

Astăzi, mașinile din aluminiu sunt folosite pentru transportul cărbunelui, diverse minereuri și minerale, precum și acizii sunt transportați în vagoane-cisternă. Există și vagoane pentru transportul bunurilor finite, precum mașini noi, de la fabrică până la reprezentanța auto.

Un vagon de marfă din aluminiu este cu o treime mai ușor decât unul din oțel. Costul său inițial mai mare se plătește în medie în primii doi ani de funcționare datorită transportului unui volum mai mare de marfă. În același timp, aluminiul, spre deosebire de oțel, nu este supus coroziunii, astfel că mașinile din aluminiu sunt durabile și peste 40 de ani de utilizare își pierd doar 10% din valoare.

În transportul feroviar de pasageri, aluminiul face posibilă producerea de mașini care sunt cu o treime mai ușoare decât omologii lor din oțel. În cazul metroului și trenuri de navetiști, care se caracterizează prin opriri frecvente, acest lucru face posibilă realizarea unor economii semnificative de energie cheltuită pentru accelerarea trenului. În plus, mașinile din aluminiu sunt mai ușor de fabricat și conțin semnificativ mai puține piese.

În transportul feroviar distanta lunga aluminiul este utilizat în mod activ în producția de trenuri de mare viteză, a căror utilizare activă în lume a început în anii 1980. Astfel de trenuri ating viteze de până la 360 km/h și mai mult. Noile tehnologii în această direcție vor face posibilă atingerea vitezei de peste 600 km/h.

Aluminiul face posibilă reducerea greutății unui astfel de tren și, în consecință, reducerea deformarii șinelor, ceea ce creează rezistență la mișcare. În plus, un tren de mare viteză, ca un avion, trebuie să aibă o formă simplificată și un număr minim de părți proeminente - aici „metal înaripat” vine din nou în ajutorul designerilor.

Transrapid
O rută maglev în China care leagă Shanghai și aeroportul Shanghai Pudong. Trenul se deplasează de-a lungul acestuia cu o viteză de 450 km/h și parcurge o distanță de 30,5 km în doar 8 minute.

Până acum am vorbit despre metale care „funcționează” în principal pe Pământ. În principal despre metale feroase. Acest lucru este firesc: fierul, oțelul și fonta au ajutat oamenii să creeze civilizație modernă. Până la începutul secolului nostru, fierul și aliajele sale au jucat un rol principal în industrie. Acest rol nu s-a pierdut nici acum, dar în secolul al XX-lea alte metale - neferoase - au început să capete o importanță tot mai mare. Cuprul a devenit din nou foarte valoros și necesar. Metalul uneltelor antice de bronz s-a dovedit a fi necesar pentru inginerie electrică. Înfășurările transformatoarelor și generatoarelor electrice, liniile electrice, cablurile electrice din interiorul mașinilor și clădirilor - toate acestea sunt făcute din cupru. Apoi au ieșit în prim-plan alte metale, care l-au ajutat pe om să cucerească mai întâi aerul, iar apoi spațiul fără aer.

Primele avioane aveau un cadru de lemn acoperit cu material textil. Erau numiți în batjocură „cei zburătoare”. Dar acest design ușor și-a îndeplinit pe deplin scopul atâta timp cât viteza de zbor nu depășește 150 de kilometri pe oră. Apoi vitezele au crescut - iar avioanele au început să se despartă în aer. Aripile și coada se rupeau, fuzelajele se destrama... A devenit clar că rama de lemn trebuia scăpată. Ce poate înlocui lemnul și țesătura? Era nevoie de un material mult mai rezistent, dar la fel de ușor. La urma urmei, întreaga istorie a aviației este, de fapt, o luptă cu greutatea. Cu cât avionul este mai ușor, cu atât va zbura mai repede, cu atât poate transporta mai multă sarcină utilă.

Primul metal zburător a fost aluminiul - cel mai comun metal din scoarța terestră. Rezervele sale sunt practic inepuizabile. Aluminiul conduce bine căldura și electricitatea, al doilea după argint, cupru și aur. Dar în ceea ce privește greutatea specifică, este mult mai ușor decât aceste metale.

Aluminiul ar fi bun pentru toată lumea, dar problema este că este fragil și moale. Nu poți face avioane din ea. Și nu poți face nimic în afară de vase. Prin urmare, utilizarea sa a fost foarte limitată. Și când tocmai a fost descoperit și a început să fie produs în condiții de laborator, ei nu știau deloc la ce putea fi folosit acest metal.

Îmi amintesc că am citit într-o carte veche despre utilizarea neașteptată pe care țarul rus a găsit-o pentru aluminiu. Căști de aluminiu au fost făcute pentru un detașament de grenadieri care trebuia să participe la serbările de la Paris. Furia a fost extraordinară. Parisienii gâfâiau, gândindu-se cât de bogat este țarul rus dacă își făcea căștile... din argint (la vremea aceea publicul larg nu știa aproape nimic despre aluminiu). Parizienii s-au înșelat: căștile de aluminiu costă atunci mult mai mult decât cele de argint. Din păcate, nu am găsit nicăieri confirmarea acestui fapt, așa că îl prezint ca pe o semilegendă.

Dar să ne întoarcem la avioane. Dacă nu le puteți face din aluminiu pur, atunci poate le puteți face din aliajele sale? Folosind exemplul fierului și al oțelului, știm că aliajele pot fi de zeci de ori mai puternice decât metalele de bază care le compun. Este posibil să se creeze aliaje puternice și ușoare pe bază de aluminiu?

Mulți oameni de știință au lucrat la această problemă. Ne-am bâjbâit drumul, încercând una după alta toate substanțele cunoscute la acea vreme. Primul care a găsit soluția corectă a fost cercetătorul german Alfred Wilm. După ce a efectuat sute de experimente, a descoperit că cuprul și magneziul, introduse în anumite proporții în aluminiu, își măresc rezistența de trei până la cinci ori. Acest lucru nu este atât de mult pe cât ne-am dori, dar dă speranță pentru un succes în continuare. Este posibil să se întărească aliajele rezultate pentru a le face și mai rezistente? Adevărat, se crede că dintre toate metalele, numai oțelul și, în anumite condiții, cuprul și bronzul pot fi căliți, dar de ce este necesar să credem opinia populară?

Wilm a încălzit aliajul la 500 de grade și l-a coborât în apă. Da, măsurătorile au arătat că un aliaj întărit este mai rezistent decât unul neîntărit. Dar cât? În mod uimitor, dispozitivul a arătat o nouă valoare de fiecare dată. Dispozitivul era defect, a decis omul de știință și l-a trimis pentru testare. Câteva zile mai târziu, după ce a primit un dispozitiv atent calibrat, Wilm a repetat măsurătorile. Rezistența aliajului s-a dublat.

Și apoi a dat seama de om de știință: puterea crește după expunere. Wilm a plasat secțiunea subțire la microscop și toate îndoielile au fost înlăturate: după expunere, aliajul a căpătat o structură cu granulație fină.

Era ceva de surprins: la urma urmei, părea că totul se știa deja despre întărire. Încă de pe vremea lui Homer, oamenii au călit produsele metalice pentru a le oferi rezistență. Și totuși, natura a demonstrat o nouă proprietate necunoscută a metalelor: unele dintre ele sunt întărite nu în timpul întăririi, ci după aceasta.

Deci, tehnologia a fost determinată: aliajul a fost întărit și îmbătrânit timp de cinci până la șapte zile. În general, rezistența crește de aproximativ zece ori în comparație cu aluminiul pur. Puteți face avioane!

Wilm și-a vândut brevetul unei companii germane, care a început să producă aliajul, numindu-l „duralumin”, ceea ce înseamnă aluminiu puternic. La noi, acest nume a fost transformat în duraluminiu, sau, pur și simplu, duraluminiu.

Când aud cuvintele „producție internă”, îmi apare în cap o imagine a unui atelier dărăpănat, cu un acoperiș care curge și scări ruginite care merg strâmbe până în tavan. Imaginați-vă surpriza mea când m-am trezit în Komsomolsk-on-Amur în atelierul în care sunt produse aeronavele Sukhoi Superjet 100 - un atelier absolut curat, care este lustruit de 4 ori pe zi cu un șlefuitor de podea, semne de avertizare la fiecare trapă, îmbrăcat îngrijit. personal...

Fabrica are aproximativ 12 mii de angajați, iar producția este împărțită în 2 locații. Pe primul, fuzelajul este realizat din semifabricate de aluminiu, iar pe al doilea, aripile sunt atașate la el și toate avionica și motoarele sunt instalate în avion. Astăzi vă voi arăta cum o bucată de aluminiu se transformă într-un avion...

Filmările sunt interzise aici, dar au făcut o excepție pentru noi:

Avioanele moderne sunt create digital. Modelele electronice ale pieselor și ansamblurilor de aeronave sunt transmise de la Moscova la Komsomolsk-on-Amur prin intermediul rețelei. Inginerii de fabrică scriu programe pentru mașini CNC și adaptează desene pentru producție. Adică, primesc modele electronice de la Moscova și apoi dezvoltă în mod independent echipamente, instrumente și procese tehnologice pentru fabricarea acestor piese.

Apropo, Sukhoi Superjet a devenit primul avion rusesc creat complet pe baza tehnologiilor digitale, ceea ce a făcut posibilă reducerea timpului necesar pregătirii producției cu 2 ani:

Totul începe cu atelierul de prelucrare, unde țaglele grele de aluminiu sunt aduse și transformate în părți ale viitoarei aeronave:

Atelierul are mașini CNC uriașe, complet închise:

În total, au fost achiziționate peste 30 de astfel de mașini pentru producția Superjet:

Toate așchiile de la mașini cad automat prin jgheabul pentru așchii în containere și merg la procesare:

Piesa de prelucrat este prinsă pe o masă rotativă și prelucrată conform programului fără intervenție umană:

Operatorul mașinii stă afară și urmărește procesul pe un monitor. De aici vine tot controlul:

10.

Piesele de prelucrat sunt instalate numai manual:

11.

Michelangelo a fost odată întrebat cum și-a creat sculpturile. El a răspuns: „Foarte simplu, iau o piatră și tai tot ce nu este necesar”. La fel ca marele creator italian, mașinile lui Sukhoi tăiau tot excesul de metal cu tăietori ascuțiți:

12.

Mașinile pot freza piese de formă foarte complexă și de dimensiuni mari, datorită programelor scrise de inginerii KnAAPO:

13.

Tot ceea ce arată ca ștanțare a fost de fapt „rindeauat” dintr-o bucată mare de aluminiu pe mașini de frezat:

14.

Există mai mult de 40 de mii de nituri în fuzelajul aeronavei și alte 15 mii în aripă. Forarea găurilor și instalarea niturilor în panourile aripii și fuzelajului se realizează cu o mașină de nituit cu laser:

15.

Micile detalii sunt decupate cu laser:

16.

Practic nu există părți directe în avion. Pentru a da curbura dorită, utilizați un set de forme pentru acoperire pe o presă specială:

17.

18.

Piesa se așează într-o presă, se presează cu curele, iar conform programului se aplică forțele necesare formării acesteia:

19.

20.

21.

Piele aripilor sunt aduse la forma dorită pe o apăsare separată în modul manual:

22.

23.

Piesele de aripi fabricate sunt controlate pe un stand special cu un set de șabloane. Abaterea învelișurilor aripilor de 14 metri nu trebuie să fie mai mare de +/- 1 mm:

24.

Dacă abaterea este mai mare, atunci piesa este terminată cu fracții într-o instalație specială:

25.

După ce piesele au căpătat forma dorită, acestea sunt acoperite cu grund pentru a le proteja de coroziune:

26.

27.

Fiecare panou de fuzelaj are propriul său echipament, numit „palet”:

28.

Panourile asigurate în paleți sunt trimise la mașini automate de nituit. Există aproximativ 55.000 de nituri în fiecare aeronavă:

29.

Întregul proces este complet automatizat și gestionat de câteva persoane:

30.

Marcarea instalării elementelor de fixare tehnologice se face manual:

31.

Mașina nu poate înlocui încă complet o persoană, iar unele locuri pentru nituire trebuie să fie marcate de muncitori:

32.

După andocare, fuzelajul este instalat în pasajul superior al lucrărilor din afara amplasamentului, unde se efectuează asamblarea finală:

33.

Numărul arată că a 20-a aeronavă este în curs de asamblare:

34.

Găurile conexiunilor cu șuruburi sunt prelucrate într-un mod special, astfel încât să nu existe joc:

35.

Cu cât îmbinarea este mai strânsă, cu atât resursele piesei sunt mai lungi:

36.

Dana de asamblare a aripii:

37.

38.

Căștile sunt un element obligatoriu pentru siguranța muncii în timpul niturii manuale:

39.

Cadrul care completează habitaclu și îl separă de secțiunea din spate, unde se află unitatea auxiliară de putere (APU):

40.

Secțiunea centrală este partea centrală a aripii unui avion. Aripile sunt atașate de el și un rezervor de gaz este situat în interiorul acestuia:

41.

Atelierul unde sunt asamblate aripile:

42.

Barele și nervurile aripii sunt instalate în rampă:

43.

Numărul 95021 indică faptul că aceasta este o piesă de aripă detașabilă pentru numărul de serie a aeronavei 021. În total, Sukhoi a produs deja 11 avioane:

44.

Trapele sunt lăsate pe suprafața inferioară a aripii pentru accesul în interiorul aripii și întreținerea acesteia în timpul funcționării aeronavei:

45.

Toate sunt închise cu capace detașabile similare:

46.

Cavitățile interne ale aripii, precum și secțiunea centrală, sunt folosite ca rezervor de combustibil:

47.

În acest atelier, compartimentele de fuzelaj sunt asamblate, care sunt apoi unite între ele:

48.

Panourile fuzelaj îmbinate înainte de transferul la atelierul de fabricare a compartimentului fuzelajului:

49.

În fiecare atelier atârnă pe perete informatii detaliate despre ceea ce este adunat în el:

50.

Viitorul etaj al aeronavei cu șine pentru scaune este de asemenea asamblat aici:

51.

Și instalați-l în fuzelaj:

52.

După instalare, este acoperit cu o podea tehnologică:

53.

Mai jos se află portbagajul:

54.

Secțiunile fuselajului sunt îmbinate automat pe suport:

55.

Nu există încă astfel de standuri la nicio altă fabrică rusă, inclusiv la cele militare:

56.

În următoarea postare, citiți povestea despre al doilea atelier Sukhoi, unde avioanele sunt în cele din urmă asamblate și trimise spre cer.

57.

Materialele structurale din care sunt fabricate aeronavele au suferit o evoluție rapidă odată cu dezvoltarea aviației în sine. De la avioanele de pânză de la începutul secolului trecut până la păsările moderne de oțel. De-a lungul celor 100 de ani de aviație, materialele din care sunt fabricate avioanele de linie s-au schimbat semnificativ.

Primele avioane (frații Wright, SUA - 1903; Voisin, Franța - 1905; Blériot, Franța - 1906; Roy, Anglia - 1908) erau realizate din țevi subțiri de oțel acoperite cu țesătură, sau aveau o structură de lemn și acoperirea suprafețelor cu pânză. . Următorul pas în îmbunătățirea designului aeronavelor ar trebui să fie înlocuirea țesăturilor cu învelișuri din placaj. Pentru a crește rezistența structurilor de placaj, acestea au început să fie realizate în mai multe straturi, ținute împreună cu lipici.

Cu toate acestea, structurile din lemn erau destul de stângace și aveau multă rezistență în timpul zborului. Odată cu creșterea vitezei aeronavelor și încălzirea crescută a structurilor și componentelor motoarelor, utilizarea lor a devenit nesigură. Designerii au început să înlocuiască treptat piesele din lemn cu cele metalice. Dar avioanele din metal nu au apărut imediat.

Tehnologia imperfectă a producției de metal în primele etape ale utilizării sale în aviație a făcut ca structurile realizate din acesta să fie mai grele decât cele din lemn, astfel încât trecerea la metal nu a avut loc rapid. Primele avioane de testare realizate în întregime din metal au fost realizate de germani la începutul celui de-al doilea deceniu al secolului trecut. Cântăreau de câteva ori mai mult decât structurile din lemn, iar caracteristicile lor de zbor lăsau mult de dorit.

Cele mai multe avioane folosite în Primul Război Mondial (1914-1918) au fost realizate din lemn cu acoperiri din material textil.

După război, principalul motiv pentru dezvoltarea aeronavelor metalice a fost apariția aviația de pasageri, ceea ce a necesitat producerea unui număr mare de aeronave cu durată mare de viață. Structurile din lemn s-au umflat sub influența fenomenelor atmosferice nefavorabile (umiditate, temperatură). În anumite condiții au început să putrezească. Toate acestea au dus la eșecul lor rapid și nu au satisfăcut cerințele aviației civile.

Oamenii de știință din multe țări au lucrat pentru a îmbunătăți materialele metalice pentru construcția avioanelor și tehnologia lor de fabricație. În URSS, unul dintre fondatorii construcției de avioane metalice a fost celebrul designer de avioane Andrei Nikolaevich Tupolev.

În anii 30 ai secolului trecut, metalul a înlocuit aproape complet lemnul în construcția avioanelor. Cu toate acestea, structurile din lemn au fost încă folosite în unele cazuri de ceva timp. În special, elementele din lemn au fost folosite în proiectele luptătorilor sovietici Lagg-3, I-16, Yak-1 și alții care au participat la Marele Război Patriotic. Acest lucru a fost făcut din motive de economie, deoarece structurile din lemn erau mai ieftine de fabricat decât cele metalice.

Odată cu apariția avioanelor cu reacție în anii 1950, structurile de avioane din lemn nu au mai fost folosite.

Încărcături care acționează asupra aeronavei

Pentru a înțelege din ce sunt făcute avioanele, este necesar să ne uităm la componentele lor structurale individuale și să aflați ce sarcini cad pe fiecare dintre ele. Principalele părți ale structurii aeronavei includ:

fuzelaj;
aripi;
unitate de coadă;
motor;
şasiu.

Fiecare dintre aceste părți ale aeronavei are propriul său scop funcțional. Fuzelajul aeronavei combină toate elementele structurale într-un singur întreg. Aripa creează portanță. Motoarele creează forța necesară zborului. Unitatea de coadă oferă avionului control orizontal și vertical. Trenul de aterizare este necesar pentru decolare și aterizare.

În timpul zborului și la sol, toate aceste componente ale aeronavei suferă diferite sarcini care sunt unice pentru ele.

Toate sarcinile pe care aeronava trebuie să le suporte sunt împărțite în:

sarcini de la impactul fluxului de aer care se apropie la diferite viteze de zbor a aeronavei și în timpul manevrelor acesteia (forța de ridicare și forța de tracțiune);
sarcinile de greutate datorate greutății echipamentului de bord, combustibil, pasageri, sarcină utilă, motoare, șasiu etc.;
sarcinile inerțiale asociate cu inerția pe care o câștigă elementele structurale ale aeronavei și încărcătura la schimbarea vitezei;
sarcinile termice care apar sub influența presiunii aerului de mare viteză, precum și în interiorul unui motor în funcțiune.

Pentru modern avion cu jet Este importantă și sarcina sonoră care apare atunci când motorul funcționează.

Deoarece aceste sarcini sunt aplicate, ele pot fi împărțite în cele care afectează multe părți ale aeronavei simultan și cele care sunt concentrate într-un anumit loc. În plus, există încărcări care acționează constant, cu o anumită dinamică sau frecvență.

Pe baza luării în considerare a influenței sarcinilor specificate asupra componentelor specifice ale aeronavei, sunt selectate materialele din care sunt fabricate. Cu toate acestea, există o proprietate care se aplică tuturor materialelor fără excepție, acesta este maximul lor o greutate ușoară celelalte lucruri fiind egale.

Materiale folosite la fabricarea unui avion

Principalele materiale din care sunt fabricate aeronavele includ diferite metale, aliajele acestora și materialele compozite. Să aruncăm o privire mai atentă la principiile de lucru cu aceste materiale.

Aluminiu

Cea mai mare parte a structurii aeronavei este realizată din aluminiu și aliajele sale. Este ideal pentru aceasta, în primul rând, datorită greutății sale reduse, precum și posibilităților largi de modificare a proprietăților în combinație cu diverși aditivi.

Astfel, pentru fabricarea planoarelor supuse unei încălziri aerodinamice ușoare se folosește duraluminiu, care este un aliaj de aluminiu de înaltă rezistență cu un amestec de cupru, mangan și magneziu. Pentru carcasele aeronavei încărcate la temperatură și elementele de putere ale scheletului aeronavei, sunt utilizate aliaje de aluminiu cu rezistență crescută la căldură, cu adaos de magneziu. Astfel de aliaje sunt, de asemenea, utilizate pentru fabricarea elementelor structurale ale motoarelor individuale care funcționează în condiții termice moderate (lame, rotoare, discuri de compresor de circuit primar).

Aliajele de aluminiu cu adaos de siliciu sunt folosite pentru turnarea pieselor cu forme complexe și sarcină redusă. Aceste aliaje au o bună fluiditate și umplere atunci când sunt încălzite. Sunt folosite pentru a realiza: console, pârghii, flanșe. De asemenea, sunt folosite pentru fabricarea unor piese de motor: carcase compresoare, cartere, diverse conducte etc.

În total, structurile din aluminiu ale aeronavei reprezintă până la 80% din greutatea sa totală.

Titan

Titanul și aliajele de titan prezintă un interes deosebit în industria aeronautică, în primul rând datorită capacității lor de a rezista la temperaturi ridicate.

Corpurile aeronavelor supersonice, marginile anterioare ale aripilor și stabilizatorii sunt fabricate din titan. Aliajele de titan sunt utilizate pe scară largă în structurile trenurilor de aterizare, punctele de atașare a clapetelor și elementele de putere. La motoarele cu reacție, titanul este utilizat pentru a face piese care sunt supuse la încărcări la temperaturi ridicate: palete compresorului și discuri secundare ale compresorului, carcase camerei de ardere, duze pentru motorul cu reacție.

Oţel

Oțelul este un aliaj de fier și carbon. Este folosit pe scară largă în fabricarea aeronavelor. În aviație, oțelul structural cu un conținut de carbon de 0,05 până la 0,55% este utilizat în principal. Elementele individuale ale setului de rezistență structurală, piesele de șasiu, șuruburile și niturile sunt fabricate din oțel. Oțelul rezistent la căldură este folosit pentru a face pielea aeronavelor care ating viteze mari.

Materiale compozite

Materialele compozite (compozite), care sunt o bază și materiale de armare distribuite în ea, și-au găsit o largă aplicație în producția de aeronave. Fibrele organice sunt folosite ca materiale de armare, iar diferite aliaje metalice sunt folosite ca bază.

Piesele realizate din compozite sunt ușoare și pot rezista la temperaturi ridicate. Sunt utilizate pentru fabricarea de învelișuri de aripi, suprafețe de coadă, uși ale trenurilor de aterizare, carene radio-transparente etc.

Când luăm în considerare materialele din care sunt fabricate avioanele, nu trebuie să uităm de materiale atât de importante precum cauciucul și plasticul. Cauciucul este folosit la fabricarea roților pentru șasiu, conducte, furtunuri, garnituri, garnituri și amortizoare. Materialele plastice cu proprietăți diferite sunt utilizate pentru fabricarea elementelor structurale ale aeronavei, geamurile cabinei pilotului, finisarea decorativă a habitaclului și ca izolație electrică și termică. Materialele plastice rezistente chimic sunt folosite la fabricarea rezervoarelor de combustibil.

Poate că am luat în considerare toate materialele principale cele mai utilizate pentru producția de avioane. Metalul din care sunt fabricate avioanele le afectează în mare măsură capacitățile de zbor. Astfel, aliajele ușoare de aluminiu sunt folosite pentru a produce corpuri de avioane pentru aeronave subsonice, titanul și oțelul sunt folosite pentru a obține viteze supersonice și hipersonice.

Pentru toate materialele de aviație, o caracteristică importantă este fabricabilitatea lor, adică capacitatea de a le fabrica în serie și nu doar într-un singur exemplar. Avioanele sunt produse în loturi mari, iar toate piesele lor sunt fabricate de mai multe ori. În timpul procesului repetat de fabricație, acestea nu ar trebui să-și piardă proprietățile esențiale.

În acest scop, sunt dezvoltate procese tehnologice speciale, care reprezintă modificări succesive ale proprietăților materialului în diferite etape ale producției sale, până la producerea lui cu proprietățile specificate. Toate procesele tehnologice principale pentru producerea materialelor pentru aeronave sunt standardizate, ceea ce garantează producția lor cu aceleași proprietăți. Producția de materiale de aviație, principalele părți structurale ale aeronavei și asamblarea finală a acesteia se realizează la fabricile de producție de avioane.

Principalele fabrici de avioane din Rusia

Pentru a vedea unde sunt fabricate avioanele în Rusia, trebuie să deschideți o hartă. Geografia locației fabricilor de avioane din Rusia este foarte diversă, de la granițele de vest până la Orientul Îndepărtat.

Uzina de aviație Irkutsk

În Sud district administrativ, la Rostov-pe-Don și Taganrog produce elicoptere Mi-26, Mi-28, Mi-35, avioane amfibii Be-200. În regiunea Moscovei– MiG-29, Il-103. În partea centrală a Rusiei, în regiunile Voronezh și Smolensk- Il-96-300, An-148, Il-96-400, Il-112, Yak-18T, SM-92T. Pe Volga Există fabrici pentru producția de An-140, Tu-204, Il-76, An-140, MiG-29, MiG-31, MiG-35. În Republica Tatarstan fac Tu-214, Ansat, Mi-17, Mi-38. În Siberia- Su-34, Su-30, Yak-130, MS-21, Yak-152, Su-25UB, Su-25UBM, Mi-8AMT, Mi-171, Mi-171A2, Mi-8AMTSh. În Republica Bashkortostan– Ka-226, Ka-27, Ka-31, Ka-32. Pe Orientul îndepărtat se află producția de elicoptere Sukhoi Superjet-100, Su-27, Su-30, Su-33, Su-35, T-50 (PAK FA) și Ka-52, Ka-62.

rezumat

Amploarea fabricilor de avioane reprezentate în toată Rusia, precum și gama de echipamente fabricate, vorbesc despre industria de fabricație a aeronavelor dezvoltată din Rusia. Bazele sale au fost puse de celebri oameni de știință, designeri și ingineri ai secolului trecut. În zilele noastre, o nouă generație de dezvoltatori de tehnologie aeronautică continuă cu succes munca începută. Acest lucru este ilustrat de noile dezvoltări rusești de avioane și elicoptere, recunoscute în întreaga lume.

In contact cu