Отгадайте загадку: кто рождается на земле и в недрах земли, чтобы поднять нас на высоту 10–20 тысяч метров над землей? Конечно же, речь о металлах, из которых изготавливают современные самолеты. А это — почти все металлы, которые можно найти в таблице Менделеева.
Немного истории
Как ни странно, первые летательные аппараты изготавливали из… древесины. Например, первый в мире самолет «Флайер-1» с двигателем внутреннего сгорания был построен из сосны. Корпус и пропеллеры — из дерева, а обшивка — из ткани. И хотя самолет смог подняться в воздух вместе с человеком и совершил успешную посадку, сегодня вряд ли кто-то рискнул бы отправиться в дорогу на таком устройстве.
Следующие летательные аппараты были выполнены из авиационной стали — более прочной, чем дерево, но слишком тяжелой, чтобы перемещаться на длинные расстояния.
Из чего же сделаны самолеты?
Для производства современных самолетов используют до 80 металлов (почти полная таблица Менделеева, которая насчитывает 85–90 металлов). Давайте посмотрим, для чего они нужны.
- Основные компоненты для авиационных двигателей — кобальт и никель. Твердость кобальта и температурная стойкость, легкость и прочность никеля делают их незаменимыми материалами в самолетостроении.
- Пластичный и устойчивый к окислению палладий используют как элемент бортовой электроники.
- Также при изготовлении корпуса самолета (а заодно и шасси, деталей фюзеляжа, двигателя и элементов крепления) применяют титан. Этот металл известен невероятной прочностью, жаростойкостью и устойчивостью к коррозии.
- Из меди делают втулки и подшипники, а медные провода используют в сложных электрических системах, например в генераторах и деталях, отвечающих за передачу данных.
Как авиастроители выбирают металлы?
Принимая решение о том, какой металл подойдет для строительства самолета, смотрят на его основные характеристики. В сфере авиастроения очень ценятся легкие и прочные металлы, которые устойчивы к деформации, могут изгибаться в нужную сторону и возвращаться в первоначальную форму после приложения силы. Важная характеристика — низкая масса, которая влияет на безопасность для пилотов, пассажиров, грузов и самого самолета, оптимальный расход топлива и дальность полета. Не менее важна и ударная вязкость. Чем она больше, тем выше способность металла выдерживать разрыв.
А вот хрупкость — непростительное качество для металла, из которого планируют сделать самолет. Хрупкий металл не способен согнуться или деформироваться без разрывов и трещин.
Сколько металла нужно, чтобы сделать один самолет?
На производство одного «Боинга-747» одной только меди потребуется около 4000 кг. Большая часть ее уйдет на 274 километров электрической проводки. Только за прошлый год «Норникель» произвёл 425 тыс. тонн меди — этого хватило бы на 106 250 «Боингов».