Aus welchen Materialien bestehen Flugzeuge (& warum) – Prioritäten für das Flugzeugdesign

Die meisten Menschen fragen sich irgendwann, wie Flugzeuge fliegen können, aber haben Sie sich jemals gefragt, aus welchem Material Flugzeuge bestehen? Die Materialien, aus denen Flugzeuge, Flügel, Körper und Haut hergestellt werden, machen einen großen Unterschied, wenn es um ihre Zuverlässigkeit geht, und das Erlernen dieser Materialien kann interessant und unterhaltsam sein.

Woraus bestehen Flugzeuge?

Die meisten Flugzeuge bestehen aus Titan, Stahl, Aluminium und vielen anderen Materialien, einschließlich Verbundwerkstoffen. Verbundwerkstoffe können eine Vielzahl verschiedener Materialien enthalten, in der Regel Polymere, Kohlefaser und mehr.

Diese Metalle sind steif und stark sowie korrosionsbeständig und leicht. Sie sind die perfekten Materialien für die Herstellung von Flugzeugen aller Art.

Warum sind Flugzeuge aus Aluminium

Da Stahl zu schwer ist, um alleine verwendet zu werden, verwenden einige Flugzeuge — einschließlich des 787 Dreamliner von Boeing — doppelt so viel Aluminium wie Stahl in ihren Flugzeugen.

Einige Hersteller fügen Titan und anderen Legierungen Materialien wie Aluminium hinzu, da diese Materialien für sich genommen sehr teuer sein können.

Im Airbus A350-Düsenflugzeug wird beispielsweise eine Aluminium-Lithium-Legierung verwendet, und viele Rümpfe der Boeing Company bestehen aus Materialien, die verschiedene Polymere enthalten.

Alle Materialien haben ihre Vor- und Nachteile

Da jedes Material seine eigenen Vor- und Nachteile hat, werden viele Flugzeuge tatsächlich aus vielen Arten von Flugzeugmaterialien hergestellt.

Zum Beispiel bestehen viele der Airbus- und Boeing-Flugzeuge zu mindestens 50% aus Verbundwerkstoffen, während die Rolls Royce PLC Company, die Flugzeugtriebwerke herstellt, Verbundwerkstoffe aus Materialien wie Keramik und Kunststoffen verwendet.

Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Stärken und Schwächen. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Flugzeug aus einer Vielzahl verschiedener Materialien für Teile wie Flügel, Rumpf, Körper und Haut hergestellt wird.

Wie Sie sehen, müssen sich Fluggesellschaften nicht mit nur einer Art von Material zufrieden geben, da eine Reihe von Materialien zur Verfügung stehen, was ein sicheres und einfach zu fliegendes Flugzeug bedeutet, das auch zuverlässig ist.

Gewichtseinsparung hat oberste Priorität

Natürlich bestehen die normalerweise verwendeten Flugzeugmaterialien hauptsächlich aus leichten und schweren Komponenten, da das Flugzeug fliegen muss und daher nicht aus superschweren Metallen hergestellt werden kann. Insbesondere das Körpergewicht muss auf ein Minimum reduziert werden.

Die meisten Flugzeuge haben auch Rahmen aus leichtem Aluminium und / oder Verbundwerkstoffen, die oft einen kohlenstoffverstärkten Kunststoff oder KREPP enthalten.

Im Wesentlichen bestehen die meisten älteren Verkehrsflugzeuge hauptsächlich aus Aluminium und die meisten neueren Flugzeuge verwenden jetzt Verbundwerkstoffe. Militärflugzeuge können eine Leichtmetalllegierung wie Titan verwenden.

Designprioritäten hängen vom Zweck des Flugzeugs ab

Darüber hinaus spielt der Zweck eines Flugzeugs eine große Rolle bei der Entscheidung der Hersteller, eine bestimmte Art von Metall zu verwenden, insbesondere das Metall, das im Rahmen und in der Karosserie des Flugzeugs verwendet wird.

Was die anderen Flugzeugteile betrifft, so besteht der Kolben des Motors normalerweise aus Stahl, während viele andere Hauptteile aus Aluminiumlegierungen bestehen. Der Motor selbst besteht normalerweise aus einer Kombination von Stahl-, Aluminium- und Titanlegierungen.

Bei der Entwicklung eines Flugzeugs spielen Ingenieure eine große Rolle, da sie Empfehlungen zu den geeigneten Flugzeugmaterialien für ein bestimmtes Flugzeug abgeben.

Die Größe, der Zweck und andere Aspekte des Flugzeugs helfen ihnen bei der Bestimmung der zu verwendenden Materialien, da nur so gewährleistet werden kann, dass das Flugzeug gut gebaut und zuverlässig ist.

Was ist mit kleineren Flugzeugen?

Natürlich haben wir hauptsächlich über große Verkehrsflugzeuge gesprochen, aber was ist mit anderen Flugzeugtypen? Interessanterweise wurden die frühesten Flugzeuge selten aus Materialien wie Stahl und Aluminium hergestellt.

Tatsächlich verwendeten die Gebrüder Wright eine Kombination aus Holz — hauptsächlich Esche und Fichte —, um das erste Flugzeug herzustellen, und sie verwendeten einen Musselin-Stoff, um es zu bedecken, sobald der Bau abgeschlossen war.

Das allererste Passagierflugzeug, der Ford Tri-Motor, wurde Ende der 1920er Jahre aus Aluminium gefertigt, genau wie die heutige Boeing 747. Das schnellste Flugzeug mit Düsenantrieb, die Lockheed SR71 Blackbird, besteht aus Titan.

Noch mehr Gründe, warum Titan Stahl bei der Herstellung von Flugzeugen hinzugefügt wird, sind, weil:

• Es ist fast so stark wie Stahl.
• Es ist hitzebeständig.
• Es ist korrosionsbeständig.
• Es ist ein mittelschweres Metall.

Darüber hinaus sind Flugzeuge, die in Kits für Laien geliefert werden und die die Piloten selbst zusammenstellen, über viele Online-Shops erhältlich.

Diese Flugzeuge können aus Holz hergestellt werden, einschließlich Douglasie und Sitka-Fichte, Holzverbindungen mit Sperrholzzwickelnund ein Flugzeuggewebe, das normalerweise eine Art Polyester ist, mit dem das Flugzeug nach dem Bau bedeckt ist.

Natürlich können auch kleinere Flugzeuge wie Buschflugzeuge mit anderen Flugzeugmaterialien konstruiert werden, einschließlich Holz / Verbundwerkstoffen und Metall. Einige dieser Flugzeuge sind die Bowers Fly Baby, die Pietenpol Air Camper, die Ison miniMax, die PIK-26 und die KR-Serie von homebuilt Flugzeuge.

Das in diesen kleinen Flugzeugen verwendete Verbundmaterial besteht üblicherweise aus Glasfaser- oder Kohlefasergewebe oder einem Strukturkunststoff wie Vinylester oder Epoxid.

In der Tat gibt es zwei Haupttypen von Verbundwerkstoffen, die in diesen Flugzeugtypen verwendet werden: geformter Verbundwerkstoff, bei dem die ebenen Teile gekrümmt und in Formen geformt werden, und formlos, wo sie aus Schaumstoff gebildet und dann mit Kohlefaser oder Glasfaser bedeckt werden.

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