Человечество всегда стремилось расширить границы возможного. Небо, такое близкое и в то же время далекое, манило людей во все века. Но как подняться туда? Каким должен быть аппарат, способный преодолеть земное притяжение?

Люди столетиями искали ответы на эти вопросы и постепенно находили недостающие фрагменты - знания, материалы, которые, сложенные вместе, позволили сделать шаг вверх. И одной из самых важных частей этой мозаики стал алюминий, химический элемент Периодической системы Менделеева с "несчастливым" номером. Легкий, прочный и пластичный, он оказался идеальным материалом для создания управляемых летательных аппаратов.

Об истории металла и его современном применении - в нашем материале.

Само слово "алюминий" происходит от латинского alumen, то есть кристаллогидраты двойных солей алюминия с калием, натрием, аммонием, или, как их еще называют, квасцы. Человечество издревле использовало такие квасцы в медицине в качестве антисептика, для отбеливания тканей и других целей.

Алюминий - один из самых распространенных элементов земной коры, по этому показателю он занимает третье место после кислорода и кремния, а среди металлов - первое. В природе этот металл в чистом виде не встречается, в основном его получают из алюминиевой руды. Производители чаще используют такие ее виды, как бокситы, алуниты и нефелины. В числе мировых лидеров по добыче алюминия - Китай, Австралия, Бразилия, Гвинея, Индия и Россия.

Первым, кому удалось получить алюминий, был датский физик Ханс Эрстед. Произошло это в 1825 году. Новый металл ученый описал так: "Похож на олово, имеет металлический блеск и несколько сероватый цвет и очень медленно разлагается в воде". Но это пока был только единичный случай. Следующий шаг к массовому производству алюминия произошел спустя несколько десятилетий, во второй половине 1850-х годов, и пальма первенства в этом принадлежит французскому физикохимику Анри Девилю. Впрочем, предложенный им метод не позволял выпускать алюминий в промышленных масштабах. Это стало возможным только с изобретением в 1880-х годах электролитического метода производства металла, авторами которого называют Чарльза Холла и Поля Эру. И сегодня практически весь первичный алюминий получают таким способом. По-настоящему же промышленное производство развернулось только в начале XX века.

За что же люди так полюбили этот металл? Причин тому несколько. В природе он встречается в большом количестве, следовательно, можно говорить о его относительно невысокой цене. Он легко поддается литью и механической обработке. Кроме того, алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стоек к коррозии, а главное, легок и прочен и, таким образом, идеально подходит для производства летательных аппаратов. Неслучайно его еще называют "крылатым" металлом. Например, основные детали двигателя летательного аппарата "Флайер-1", на котором братья Райт в 1903 году совершили полет, были отлиты из алюминия.

В современном же самолете на алюминий приходится около 75-80% от общей массы. Это фюзеляж, закрылки, крепежные системы, элементы крыла и хвостовой части, двери и пол, каркасы пилотных и пассажирских сидений, турбины двигателей - везде присутствует алюминий.

Для получения более высоких характеристик, например, прочности, авиастроители используют сплавы алюминия с другими элементами. Один из самых известных - дюралюминий, сплав алюминия с медью, магнием, марганцем. Закаленный, он становится особо твердым, примерно в семь раз прочнее чистого алюминия и почти втрое легче железа. Распространены также силумины - сплавы алюминия с кремнием.

Алюминиевые сплавы отличаются небольшой плотностью (2500-2900 кг/м3), высокой прочностью (до 500-600 МПа), коррозийной стойкостью, технологичностью при литье, сварке. В авиации в основном востребованы сплавы серий 2ххх, 3ххх, 5ххх, 6ххх и 7ххх. Первая, например, хорошо подходит для работы при высоких температурах и с повышенными значениями коэффициента вязкости разрушения. Сплавы же серии 7ххх нужны для работы при более низких температурах значительно нагруженных деталей и для деталей с высокой сопротивляемостью к коррозии под напряжением. Наибольшее распространение получил сплав 7075 − алюминий, цинк, магний и медь, самый прочный из всех алюминиевых сплавов, сравнимый по этому показателю со сталью, но в три раза ее легче.

Авиаконструкторы продолжают поиски новых материалов, которые бы превзошли алюминий по легкости и прочности. В частности, своеобразным конкурентом можно считать углеродное волокно. Так, фюзеляж лайнера Boeing 787 Dreamliner полностью изготовлен из композиционных материалов, однако производство таких самолетов экономически затратнее в сравнении с алюминиевыми "собратьями". Кроме этого, углеволокно не обеспечивает нужного уровня безопасности.

Не обойтись без алюминия и при производстве космических аппаратов. Так, корпус первого искусственного спутника Земли, запущенного в нашей стране в 1957 году, был выполнен из алюминиевого сплава. В современных космических кораблях до 90% веса приходится на конструкции из алюминиевых сплавов. Нужен этот металл и для работы твердотопливных ракетных ускорителей, которые разгоняют первую ступень космических кораблей.

Крупнейший в мире производитель титана, еще одного незаменимого для авиации металла, − корпорация ВСМПО-АВИСМА - когда-то начинал с выпуска полуфабрикатов из алюминиевых сплавов для самолетов. Здесь производили алюминиевые профили для большого количества моделей советской авиатехники. Сегодня алюминиевый дивизион корпорации включает в себя производство слитков, прессованных профилей, панелей, труб, а также холоднодеформированных труб и труб для атомной промышленности.

Применяется алюминий и в других отраслях промышленности, например автомобилестроении, где из него делают радиаторы системы охлаждения двигателя, колесные диски, бамперы, блоки цилиндров двигателя и детали кузова - капоты, двери.

По достоинству оценили преимущества алюминия и железнодорожники: алюминиевые вагоны применяются для перевозки угля, различных руд и минералов, а также зерна, в вагонах-цистернах перевозят кислоты. Существуют также вагоны для перевозки готовых товаров, например новых автомобилей.

Наконец, применяется алюминий при изготовлении современных морских судов. Только здесь используют специальный "морской алюминий", содержащий до 6% магния, что придает материалу особую коррозийную стойкость.