Lo sapevi?Alluminiocostituisce il 75%-80% di un aereo moderno?!
La storia dell'alluminio nell'industria aerospaziale risale a molto tempo fa. In effetti l'alluminio veniva utilizzato nell'aviazione prima ancora che gli aeroplani fossero inventati. Alla fine del XIX secolo, il conte Ferdinand Zeppelin utilizzò l'alluminio per realizzare i telai dei suoi famosi dirigibili Zeppelin.
L'alluminio è ideale per la produzione aeronautica perché è leggero e resistente. L’alluminio pesa circa un terzo dell’acciaio, consentendo a un aereo di trasportare più peso e/o di diventare più efficiente nei consumi. Inoltre, l'elevata resistenza alla corrosione dell'alluminio garantisce la sicurezza dell'aereo e dei suoi passeggeri.
Tipi comuni di alluminio aerospaziale
2024– Tipicamente utilizzato nei rivestimenti degli aerei, nei cappucci e nelle strutture degli aerei. Utilizzato anche per riparazioni e restauri.
3003– Questo foglio di alluminio è ampiamente utilizzato per cappe e deflettori.
5052– Comunemente utilizzato per realizzare serbatoi di carburante. 5052 ha un'eccellente resistenza alla corrosione (in particolare nelle applicazioni marine).
6061– Tipicamente utilizzato per tappetini di atterraggio per aerei e molti altri usi finali strutturali non aeronautici.
7075– Comunemente utilizzato per rafforzare le strutture degli aeromobili. 7075 è una lega ad alta resistenza ed è uno dei gradi più comuni utilizzati nell'industria aeronautica (prossimo al 2024).
Storia dell'alluminio nell'industria aerospaziale
I fratelli Wright
Il 17 dicembre 1903 i fratelli Wright effettuarono il primo volo umano al mondo con il loro aereo, il Wright Flyer.
Il volantino Wright del fratello Wright
A quel tempo, i motori delle automobili erano molto pesanti e non fornivano abbastanza potenza per decollare, così i fratelli Wright costruirono un motore speciale in cui il blocco cilindri e altre parti erano realizzati in alluminio.
Poiché l'alluminio non era ampiamente disponibile ed era proibitivamente costoso, l'aereo stesso era realizzato con una struttura in abete Sitka e bambù ricoperta di tela. A causa delle basse velocità e della limitata capacità di generazione di portanza dell'aereo, mantenere il telaio estremamente leggero era essenziale e il legno era l'unico materiale realizzabile abbastanza leggero da poter volare, ma abbastanza resistente da trasportare il carico richiesto.
Ci vorrà più di un decennio perché l’uso dell’alluminio diventi più diffuso.
Prima Guerra Mondiale
Gli aerei in legno lasciarono il segno agli albori dell'aviazione, ma durante la prima guerra mondiale, l'alluminio leggero iniziò a sostituire il legno come componente essenziale per la produzione aerospaziale.
Nel 1915 il progettista aeronautico tedesco Hugo Junkers costruì il primo aereo interamente in metallo al mondo; il monoplano Junkers J 1. La sua fusoliera era realizzata con una lega di alluminio che comprendeva rame, magnesio e manganese.
Il Junkers J1
L'età d'oro dell'aviazione
Il periodo tra la prima e la seconda guerra mondiale divenne noto come l'età d'oro dell'aviazione
Durante gli anni '20, americani ed europei gareggiarono in corse aeree, che portarono a innovazioni nel design e nelle prestazioni. I biplani furono sostituiti da monoplani più snelli e si passò a telai interamente metallici realizzati con leghe di alluminio.
L’”Oca di Latta”
Nel 1925, la Ford Motor Co. entrò nel settore aereo. Henry Ford progettò il 4-AT, un aereo trimotore interamente in metallo utilizzando alluminio ondulato. Soprannominato "The Tin Goose", divenne un successo immediato tra i passeggeri e gli operatori aerei.
Verso la metà degli anni '30 emerse una nuova forma aerodinamica di aereo, con motori multipli strettamente incappucciati, carrello di atterraggio retrattile, eliche a passo variabile e struttura in alluminio rinforzato.
Seconda Guerra Mondiale
Durante la seconda guerra mondiale, l’alluminio era necessario per numerose applicazioni militari – in particolare per la costruzione di telai di aerei – che fecero aumentare vertiginosamente la produzione di alluminio.
La domanda di alluminio era così grande che nel 1942, WOR-NYC trasmise un programma radiofonico “Aluminum for Defense” per incoraggiare gli americani a contribuire con rottami di alluminio allo sforzo bellico. È stato incoraggiato il riciclaggio dell’alluminio e “Tinfoil Drives” ha offerto biglietti cinematografici gratuiti in cambio di palline di alluminio.
Nel periodo dal luglio 1940 all’agosto 1945, gli Stati Uniti produssero l’incredibile cifra di 296.000 aerei. Più della metà erano realizzati prevalentemente in alluminio. L’industria aerospaziale statunitense è stata in grado di soddisfare le esigenze dell’esercito americano e degli alleati americani, inclusa la Gran Bretagna. Al loro apice nel 1944, gli stabilimenti aeronautici americani producevano 11 aerei ogni ora.
Alla fine della guerra, l’America aveva l’aeronautica più potente del mondo.
L'era moderna
Dalla fine della guerra, l’alluminio è diventato parte integrante della produzione aeronautica. Anche se la composizione delle leghe di alluminio è migliorata, i vantaggi dell’alluminio rimangono gli stessi. L'alluminio consente ai progettisti di costruire un aereo il più leggero possibile, in grado di trasportare carichi pesanti, utilizzare la minima quantità di carburante ed è impermeabile alla ruggine.
Il Concorde
Nella moderna produzione aeronautica l’alluminio viene utilizzato ovunque. Il Concorde, che per 27 anni ha trasportato passeggeri a una velocità doppia rispetto a quella del suono, era costruito con un rivestimento in alluminio.
Il Boeing 737, l'aereo di linea commerciale più venduto che ha reso i viaggi aerei per le masse una realtà, è composto per l'80% da alluminio.
Gli aerei di oggi utilizzano l'alluminio nella fusoliera, nei vetri delle ali, nel timone, nei tubi di scarico, nelle porte e nei pavimenti, nei sedili, nelle turbine dei motori e nella strumentazione della cabina di pilotaggio.
Esplorazione dello spazio
L'alluminio ha un valore inestimabile non solo sugli aeroplani ma anche sui veicoli spaziali, dove il peso ridotto abbinato alla massima resistenza è ancora più essenziale. Nel 1957 l’Unione Sovietica lanciò il primo satellite, lo Sputnik 1, realizzato in lega di alluminio.
Tutti i moderni veicoli spaziali sono costituiti dal 50% al 90% di lega di alluminio. Le leghe di alluminio sono state ampiamente utilizzate sulla navicella spaziale Apollo, sulla stazione spaziale Skylab, sugli Space Shuttle e sulla Stazione Spaziale Internazionale.
La navicella spaziale Orion – attualmente in fase di sviluppo – è destinata a consentire l’esplorazione umana degli asteroidi e di Marte. Il produttore Lockheed Martin ha scelto una lega di alluminio-litio per i principali componenti strutturali di Orion.
Stazione spaziale Skylab
Orario di pubblicazione: 20 luglio 2023