Materialele aerospațiale sunt materiale, frecvent aliaje metalice, care au fost dezvoltate special pentru, sau au devenit populare datorită utilizării lor în scopuri aerospațiale.

Aceste utilizări pretind adesea performanțe excepționale a acestor materiale, precum sunt rezistență mecanicâ, rezistență chimicâ și rezistență la temperaturi extreme. Adesea, realizarea acestui deziderat implică costuri considerabile în producerea și/sau prelucrarea lor. Alte din aceste materiale sunt alese pentru fiabilitatea pe termen lung în acest domeniu, unde siguranța este o prioritate, în special pentru rezistența lor la oboseală.

Domeniul ingineriei materialelor este unul important în cadrul ingineriei aerospațiale. Practica sa este definită de organismele internaționale de standardizare care propun și întrețin standarde pentru materialele și procesele implicate.. Inginerii din acest domeniu au adesea studii universitare sau postuniversitare în această specialitate.

Scurt istoric Anii de început, generalități Primele materiale aerospațiale au fost frecvent materiale „vechi” și naturale, existente atunci, ce au fost folosite pentru construirea primelor aeronave. Acestea includeau, mai ales, materiale obișnuitee, precum sunt: lemnul (cheresteaua) folosit pentru structurile aripilor, respectiv materiale textile și materialul (mata) pentru acoperirea acestor suprafețe. Calitatea lor era de cea mai mare importanță, așadar cheresteaua urma să fie din molid sitka atent selectat, iar învelișul din țesături de in. Erau necesare și standarde pentru selecția, fabricarea și utilizarea acestor materiale.

Etapa următoare în dezvoltarea materialelor aerospațiale a fost adoptarea unor materiale nou create, dintre care se detașează duraluminiul, primul aliaj de aluminiu cu întărire prin îmbătrânire, creat în Germania anilor târzii 1900. Aceste tip de aliaje ofereau atribute care nu erau disponibile anterior.

Multe dintre aceste materiale noi necesitau, de asemenea, studii amănunțite pentru a determina amploarea acestor noi proprietăți, comportamentul lor și modul de utilizare optimă a acestora. Această activitate a fost adesea realizată prin intermediul noilor laboratoare naționale finanțate de guvern, cum ar fi Reichsanstalt (Institutul Imperial German) sau Laboratorul Național de Fizică Britanic – National Physical Laboratory (NPL)NPL.

Primul război mondial În cazul Marii Britanii, același institut național NPL a fost, de asemenea, responsabil pentru (probabil) primul material aerospațial proiectat în mod deliberat prentru folosirea sa în aeronautică, aliajul Y.

Acest prim aliaj de nichel-aluminiu a fost descoperit după o serie de experimente,Experimentul „Y” din seria respectivă, care a dat numele aliajului. realizate în timpul Primului Război Mondial, având ca scop deliberat găsirea unui material mai bun pentru fabricarea pistoanelor pentru motoarele de avioane.

Perioada interbelică Între cele două războaie mondiale, multe inovații aerospațiale s-au concentrat mai ales pe procesele de fabricație, decât doar pe materiale mai rezistente, deși și acestea au beneficiat de materiale îmbunătățite. Spre exemplu, unul dintre aliajele firmei Rolls Royce (R.R., R.R.53B, avea adăugat siliciu, ceea ce îi îmbunătățea fluiditatea atunci când era topit. Acest lucru permitea utilizarea sa pentru aplicații precum turnarea sub presiune, pe lângă turnarea în nisip, un mod de a produce piese care erau nu doar mult mai ieftine, ci și mai precise ca formă și finisaj. O mai bună controlare a formei permitea designerilor să le modelesze mai precis pentru sarcinile lor, conducând la piese care erau de asemenea mai subțiri și mai ușoare.

Multe și semnificative dezvoltări interbelice au fost legate de motoarele de aeronave, care au beneficiat de îmbunătățirile considerabile realizate pentru industria autovehicule aflată în continuă creștere. Deși nu este strict o inovație „aerospațială,” utilizarea aliajelor refractare, precum Stellite și Brightray, folosite la căptușirea dură a supapelor de evacuare a adus progrese uriașe în fiabilitatea motoarelor de aeronave. Aceste fapte au încurajat utilizarea zborurile comerciale pe distanțe lungi, deoarece noile motoare erau suficient de fiabile pentru a fi considerate sigure pentru zboruri lungi peste oceane sau lanțuri montane.

În timpul celui de-Al Doilea Război Mondial Datorită progreselor tehnologice, în timpul acestei conflagrații mondiale, radarul a devenit suficient de compact pentru a putea fi transportat la bordul aeronavelor, dar extremitățile fragile și reflectoarele necesitau atât protecție cât și să fie aerodinamice față de curentul de aer. Ca atare, s-au construit radomuri turnate, folosind plasticul acrilic, numit perspex, care era deja folosit pentru geamurile cockpitului. Acesta putea fi încălzit pentru a se înmuia, apoi modelat sau format la vid pentru a lua forma dorită. Alți polimeri dezvoltați în această perioadă, în special cei de tip nylon, și-au găsit utilizări în echipamente radio compacte ca izolatori de înaltă tensiune sau dielectrice.

După 1945 Marketing în afara industriei aerospațiale Termenul „gradare aerospațială” a devenit un slogan de marketing la modă pentru bunurile de lux, în special pentru mașini și echipamente sportive, în ultimele decenii. Bicicletele, bețele de golf, iahturile de navigație și chiar lanternele sunt toate vândute pe baza materialelor lor de înaltă performanță, fie că acestea sunt relevante sau nu. Spre exemplu, de la apariția lor în 1979, produsele Maglite a făcut reclamă folosind Aluminiu 6061 pentru corpul lanternelor, fiind printre primele care au făcut din materiale aerospațiale un element de design deliberat, chiar dacă nu era pentru un motiv legat de performanță.

Unele utilizări sportive au fost datorate calităților reale ale materialului. Mulți producători de schiuri au realizat schiuri complet din materiale compozite din țesătură și rășină, folosind posibilitatea de personalizare a unei astfel de construcții pentru a varia rigiditatea, amortizarea și rigiditatea torsională a unui schi de-a lungul lungimii sale. Hexcel, un producător de plăci de tip fagure din aluminiu, a devenit bine cunoscut pentru schiurile sale de brand, folosind acest material avansat.

Materiale noi Noile materiale ușoare includ compozite pe bază de ceramică, compozite pe bază metalice, aerogeli polimerici și fire NTC (nanotub de carbon), introduse și utilizate pe măsură ce evoluează chimia compozitelor polimerice. Aceste materiale ușoare au permis realizarea unor structuri mai rezistente, mai fiabile, timpi de producție îmbunătățiți și un raport putere-greutate mai mare.

Compozitele din fibră de carbon și modelul său distinctiv de țesătură a devenit o alegere decorativă populară pe mașini și motociclete, chiar și în contexte pur decorative, cum ar fi bordurile de control ale vehiculelor. Acest lucru s-a extins și la utilizarea vinilului flexibil autoadeziv cu modele pentru a reproduce aspectul skeuomorfic fără a avea vreuna dintre proprietățile fizice reale.

Galerie de imagini

Bibliografie – Aerospace Materials - Materiale aerospațiale – Introduction to Aerospace Structures and Materials – Introducere în materiale și structuri aerospațiale – manual (fără restricții) - open text book) pus la dispoziție de University of Minnesota – Universitatea statului – Manuale și cărți de referință - în domeniul materialelor aerospațiale'' sugerate de librarul de la [Universitatea Saint Louis

Referințe

Vezi și Aliaj Aluminiu – Listă de piese aeronautice Magneziu Material compozit Materiale ceramice compozite Materiale metalice compozite Radom (structură de protecție a radarelor) Titan Superaliaj

Legături externe – Materiale aerospațiale pe website-ul Science Direct – Materiale aerospațiale pe site-ul web Materion

+ Aerospațiale

+ Aerospațiale