تبلیغات
my nasa - نقش فلزات در توسعه‌ی صنایع هوافضا

طراحی سایت

قالب وبلاگ

طراحی سایت


my nasa
هـــــــــــوا فضا
نوشته شده در تاریخ سه شنبه 30 خرداد 1391 توسط ایمان



به‌نظر می‌رسد كه هم‌اكنون صنعت هوافضا آماده پرواز دیگری است. این صنعت نیز تحت تغییرات و تحولات گسترده‌ای در زمینه دستیابی به فناوری‌های نوین برای كارآمدی بالاتر از طریق خلاقیت و ابداع و رقابت شدیدتر بین مواد مصرفی قرار گرفته است.

به گزارش متال بولتن، شاید بازار فلزات صنعت هوافضا به اهمیت و بزرگی بازار فلزات خودروسازی یا ساختمانی نباشد اما برای عرضه‌كنندگان درگیر در این صنعت ارزش بالایی دارد و برای تولیدكنندگان آلیاژهای مخصوص مانند تیتانیوم از اهمیت به سزایی برخوردار است.

تقریبا هر تجارت یا كسب و كاری از بحران اقتصادی در اواخر سال 2008 ضربه دیده است و صنعت هوا فضا نیز نمی‌تواند یك استثنا باشد (خصوصا در مقایسه با یك دوره پررونق در سال‌های 2007ـ2005)، اما این بحران یا ركود نسبتا پایین برای آن بوده است و مهمتر اینكه چشم‌انداز همچنان مطلوب به‌نظر می‌رسد.

مدیر بازاریابی شركت هوافضای آلكوا می‌گوید: تقریبا معجزه شده است، جهان از بدترین بحران پس از ركود بزرگ خارج می‌شود اما صنعت هوا فضا به نسبت تیره و تار بودن اوضاع كه شرایط بدتری برای این صنعت پیش‌بینی می‌شد، ضربه كمتری خورده است.

اگرچه بعضی از بخش‌های خاص این صنعت مانند صنعت یا فعالیت تجاری هواپیمای جت ضربه خورده است و مردم به‌طور كل متعجب شده‌اند كه چگونه این صنعت از این بحران در مقایسه با سایر كسب و كارهایی مانند خودروسازی یا صنعت مالی، جان سالم به در برده است. یك كلید اصلی این موفقیت برنامه‌ریزی بلندمدت شركت‌های هواپیمایی است كه هدفش غلبه بر اثرات آنی سیكل‌های اقتصادی است. دو شركت سازنده بزرگ هواپیماهای مسافری مانند بوئینگ و ایرباس انجام سفارشات دریافتی خود را شش سال به عقب انداخته‌اند. در پایان ماه فوریه شركت ایرباس 3432 سفارش از كل 9497 سفارش دریافتی خود را به تعویق انداخته است.

اگر نگاهی به سفارشات اخیر سالانه بوئینگ برای هواپیماهای تجاری بیاندازیم، جمعا 263 فروند سفارش را از سال گذشته در دوره 2005 تا 2008 انجام داده است كه در حدود سال 2004ـ2003 بوده است. ارقام مربوط به سه ماهه اول (83) احتمال بهبود در سال جاری را نشان می‌دهد.

دو دستاورد امسال اطمینان را در نزد فروشندگان یا عرضه‌كنندگان هوافضا تقویت كرده است. اولا اینكه بوئینگ و ایرباس هر دو اعلام كرده‌اند كه آنان به میزان تولیدات كنونی خود خواهند افزود، هرچند احتمال كاهش آن بیشتر بود. ثانیا بوئینگ جدید Dreamliner787 (پس از تاخیرات متعدد) ساخت آن به‌خوبی پیش رفته و انتظار می‌رود كه تحویل نخستین سری این نوع هواپیماها از سه ماهه چهارم به بعد صورت پذیرد.

این بدین معنی است كه موتورهای این نوع هواپیماها نیز باید امسال شناخته شود كه تقاضا برای تیتانیوم و آلیاژهای نیكل را بالا خواهد برد.

با پشت سر گذاشتن یا حذف اثرات بحران اقتصادی، سازندگان هواپیما با جسارت كامل پیش‌بینی‌های 20 ساله و بلندمدت خود را برای بازارهایشان ارائه داده‌اند. بنابراین بوئینگ پیش‌بینی می‌كند كه كل تقاضا برای هواپیماهای تجاری جدید در دوره 2009 تا 2028 به 29 هزار فروند خواهد رسید كه ارزش كنونی آن 3220 میلیارد دلار است. بیشترین منطقه رشد مربوط به آسیا ـ پاسیفیك است كه تعداد سفارش هواپیمای جدید آن 8960 فروند است كه پس از آن آمریكای‌شمالی 7690 فروند و اروپا با 7330 فروند قرار دارند.

شركت ایرباس نیز پیش‌بینی بازارهای جهانی مشابهی را ارائه داده است به‌طوری كه بین سال‌های 2009 تا 2028 تعداد هواپیماهای جدید تحویلی آن 30175 فروند خواهد بود. كل ناوگان هواپیمای مسافری تخمینا از 20765 فروند در سال 2008 به 36303 فروند در سال 2028 افزایش خواهد یافت كه تقریبا 75 درصد افزایش را نشان می‌دهد. همانند بوئینگ، ایرباس نیز پیش‌بینی می‌كند كه منطقه آسیا ـ پاسیفیك بیشترین رشد تقاضا را داشته باشد كه 31 درصد تحویل را به خود اختصاص داده است اما پس از آن اروپا با 25 درصد رشد و آمریكای‌شمالی با 23 درصد رشد تقاضا خواهند بود.

به‌طور كل صنعت هوافضا باید به دلایل آشكار ایمنی محافظه‌كارانه عمل كند، اما با توجه به بالا رفتن الزامات مربوط به كاهش انرژی یا سوخت از نظر مسائل زیست‌محیطی و دلایل اقتصادی یا هزینه‌ای هنوز باید انقلاب آرامی در بخش مواد اتفاق افتد تا به موتورهای سبك‌تر از نظر وزنی و كارآمدتر از نظر مصرف انرژی دست یابند.

آخرین مدل‌هایی كه شركت‌های بوئینگ و ایرباس در دست ساخت دادند عمدتا دارای ساختار كمپوزیتی غیرفلزی هستند: بوئینگ Dreamliner787 دارای یك بدنه بیرونی است كه 50 درصد كمپوزیت، 25 درصد آلومینیوم و 15 درصد تیتانیوم است. هواپیمای ایرباس A350XWB (با بدنه فوق‌العاده عریض) دارای 53 درصد كمپوزیت، 19 درصد آلومینیوم و 14 درصد تیتانیوم است. آیا كمپوزیت‌ها یك تهدید جدی برای آینده آلومینیوم در صنعت هوافضاست؟ چند سال پیش شاید این‌گونه به‌نظر می‌رسید اما در حال حاضر آلومینیوم به كمك رشد و توسعه آلیاژها مانند آلومینیوم ـ لیتیوم آینده خود را تضمین كرده است. با توجه به اینكه كمپوزیت‌ها سهم بزرگی از هر دو مدل جدید را به‌خود اختصاص داده‌اند این احتمال وجود دارد كه در آینده به نسبت برابری از فلزات و كمپوزیت‌ها استفاده شود چون در طرح‌های جدید سعی شده است كه از چندین ماده در ساخت هواپیما استفاده شود.

علاوه بر این در ساخت سكوهای جدید هنوز عمدتا از آلومینیوم استفاده می‌شود. این دستاورد كاملا ساخت بوئینگ 8ـ747 را كه قرار است امسال به بازار روانه شود، متحول و مدرن كرده است. طراحان هواپیما هنوز با مخالفت‌ها و موافقت‌هایی مواجه هستند اما به هیچ‌وجه مشخص نیست كه كمپوزیت‌ها بتوانند در این صنعت كاملا حكمرانی كنند. بعید به‌نظر می‌رسد كه تا قبل از سال 2020 جت‌های مسافری بزرگ تك راهرویی وارد بازار شود و عرصه را برای سری‌های كنونی كه تقریبا دارای 100درصد بدنه‌های آلومینیومی هستند خالی بگذارد.

مدیرعامل شركت هوافضای گلوبال آلكان می‌گوید: نفوذ اخیر مواد كمپوزیتی در سطح بی‌سابقه‌ای مطمئنا چالشی را برای ما ایجاد خواهد كرد. به هرحال آلومینیوم هنوز در ساختار هواپیماها نقش به سزایی بازی می‌كنند. علاوه بر این چون OEMs آماده برای محصولات جدید خصوصا در برنامه‌های كوتاه‌مدت است، شركت آلكان یك مجموعه فناوری‌های جدیدی را آماده می‌كند كه آن را در شرایط خوبی برای رسیدن به اهداف چالش‌انگیزی پیش‌بینی شده می‌كند. آلیاژهای آلومینیوم ـ لیتیوم چندین دهه است كه شناخته شده است اما با تحول و تكامل بیشتر در حال حاضر این ماده به مرحله بهره‌برداری تجاری می‌رسد. مشخصه‌های این آلیاژها چگال‌هایی در حدود 10ـ8 درصدی كمتر از آلیاژهای پرقدرت 2xxx و 7xxx استفاده شده در صنایع هوافضا است.

نسل سوم آلیاژهای آلومینیوم ـ لیتیوم در حال حاضر در هواپیماهای جدیدی مانند Bombadier CSeries و ایرباس A380 استفاده می‌شود.

اما آلومینیوم ـ لیتیوم تنها بخشی از دامنه ابداعات آلومینیوم است كه این فلز سبك را در مصارف صنایع هوافضا پیش رو قرار داده است. در حال حاضر سبد فناوری‌های رشد صنایع هوافضا توسط بیش از 200 حق اختراع و حدود 100 حق اختراع معوقه حمایت می‌شود. توسعه پرشتاب این آلیاژها در سال‌های اخیر به صورت مرحله‌ای تغییراتی را در استحكام و سبكی موادی كه در این صنعت استفاده می‌شود، ایجاد كرده است.

تركیبی از مواد آلیاژی با همان اهمیت در طراحی‌های قطعات جدید و یا فرایندهای تولیدی جدید استفاده خواهد شد.

به‌عنوان مثال تمامی آلیاژهای آلومینیوم و لیتیوم با چگالی پایین اگر همراه با آخرین تكنیك‌های اتصال مانند اصطكاك جوشكاری اختشاشی و با طرح‌های جدید مقاوم در برابر تخریب بالا مانند پانل‌های برج و بارو باشد گزینه‌های بهینه و مطلوبی را برای كاربردهای هوافضا به‌وجود خواهد آورد.

مدیرعامل صنایع هوافضای آلكان گلوبال می‌گوید: در حال حاضر تكنولوژی‌های بالقوه‌ای برای پاسخگویی به چالش‌های هواپیماهای نسل بعدی تك راهرویی دست یافته‌اند و هم‌اكنون در چندین زمینه جدید برای رسیدن به فناوری‌های جدید در 15 سال آینده كار می‌كنند.

با توجه به اینكه از ابتدا كاملا درگیر طراحی هواپیماهای جدید بوده‌اند، آلومینیوم‌سازان می‌خواهند نشان دهند كه نمی‌توان پیشرفت‌های به‌دست آمده برای این فلز را نادیده گرفت. به‌عنوان مثال شركت آلكوا و سازمان هواپیمایی تجاری چین (Comac) در ماه اكتبر اعلام كرد كه آنان به طور مشترك در زمینه طراحی، توسعه و ساخت جت‌های مسافربری جدید چینی یعنی C919 با یكدیگر كار می‌كنند. از طریق این همكاری و توافق این شركت‌ها بر روی نظریه‌های پیشرفته كاربرد آلومینیوم، طراحی و تولید آلیاژهای مربوطه آن مطالعه و بررسی می‌شود.

هواپیمای 190 صندلی C919 بزرگترین هواپیمای جتی خواهد بود كه در چین ساخته خواهد شد. این هواپیما در شانگهای مونتاژ خواهد شد اما قطعات آن از سایر مناطق جهان تامین خواهد شد.

مدیر چینی این طرح می‌گوید: هدف ما طراحی یك ساختار با عملكرد بالا است كه بتواند در بازار هوافضای جهانی رقابت كند.

هواپیمای C919 احتمالا در سال 2016 به پرواز درآید. شركت آلكوا دارای 15 شركت و كارخانه در سرتاسر چین است و آلیاژهای آن در حال حاضر در نخستین جت ساخت داخل چین یعنی ARJZI-700 استفاده می‌شود.
كمپوزیت‌ها (مواد مرکب) زمینه‌ساز توسعه‌ی بزرگ
صنعت هوافضا بزرگترین و تنها مصرف‌كننده محصولات كارخانه‌های تیتانیوم است كه تقریبا نیمی از تولید جهانی آن را مصرف می‌كند. تیتانیوم به دلیل چگالی پایین آن (حدود g/cm35/4 در مقایسه با چگالی 8ـ5/7 فولاد)، مقاومت خوردگی بسیار بالا و نسبت بسیار بالای استحكام به وزن مصرف می‌شود. معمول‌ترین آلیاژ تیتانیوم كه در هوافضا استفاده می‌شود Ti-GAI-4V است اما انواع زیادی از آن برای كاربردهای خاص تولید شده است.
تیتانیوم دارای یك جنبه قابل‌توجهی است كه در صنعت مدرن هوافضا بسیار پرارزش است: این فلز بسیار شبیه كمپوزیت‌های پلاستیك مسلح است كه بسیار به كار گرفته می‌شود، دارای خاصیت انبساط حرارتی بسیار پایین است (مشابه كمپوزیت‌ها) و در تماس با آنها خرده نمی‌شود. همچنین به آسانی با كمپوزیت‌ها تركیب می‌شود تا قطعات بزرگی تشكیل شود، در نتیجه همانند كمپوزیت‌ها مصرف تیتانیوم در ساخت هواپیما بسیار افزایش یافته است.

بوئینگ 787 با 50 درصد بدنه كمپوزیتی دارای 4/113 تن تیتانیوم (بیشتر از دوبرابر مدل 777) است. در ساخت هواپیمای ایرباس A380 از كمپوزیت كمتری استفاده می‌شود اما هنوز دارای 150 هزار پوند تیتانیوم به دلیل اندازه بزرگ آن است. جت‌های جنگنده بسیار كوچكتر از جت‌های مسافری هستند اما اغلب به دلیل سختی آن از تیتانیوم ساخته می‌شوند مثلا هواپیمای F22 دارای یكصد هزار پوند تیتانیوم است.

با توجه به موارد فوق تقاضای تیتانیوم شدیدا رو به افزایش است و تولیدكنندگان هواپیما همواره به‌دنبال تامین بلندمدت این فلز هستند.

شركت بوئینگ یك قرارداد جدید پنج‌ساله برای تامین تیتانیوم خود با شركت Timet تولیدكننده تیتانیوم تا پایان سال 2015 امضا كرده است كه دنباله قرارداد كنونی آن است و همچنین قراردادهایی را نیز با سایر فروشندگان امضا كرده است.

سال گذشته بوئینگ و شركت روسی VSMPO-Avisma تولیدكننده تیتانیوم، كارخانه بوئینگ اورال را افتتاح كردند. این شركت UBM یك سرمایه‌گذاری مشترك در روسیه است. این كارخانه پیشرفته كارهای ماشین‌كاری و فورجینگ تیتانیوم را برای بوئینگ 787 و نیز برای هواپیماهای روسی انجام می‌دهد.

در واكنش به افزایش تقاضا، تولیدكنندگان تیتانیوم برای احداث كارخانه‌های جدید سرمایه‌گذاری می‌كنند. ATI بیش از 900 میلیون دلار در كارخانه‌های آمریكایی خود سرمایه‌گذاری كرده است.

این سرمایه‌گذاری شامل احداث یك كارخانه اسفنج تیتانیوم جدید در ایالت یوتا است كه سال پیش به بهره‌برداری رسید. كارخانه اسفنجی كنونی آن در ایالت ارگان است كه بازسازی و توسعه یافته است كه كل ظرفیت سالانه تولید اسفنجی شركت را به 46 میلیون پوند (20870 تن) می‌رساند.

شركت ATI نیز كارخانه ورق تیتانیوم مخصوص خود را توسعه داده و بازسازی كرده است. به هرحال نسل جدیدی از آلیاژها برای تولید موتورهای سبك‌تر لازم است تا در درجه حرارت بالاتر كار كند.

در حال حاضر تحقیقات در زمینه ماشین‌كاری تیتانیوم برای تولید قطعات مورد نظر با كاهش هزینه تداوم دارد. هزینه‌های پایین‌تر و بهبود فرآیند باید به كاربرد بیشتر تیتانیوم در صنعت هوافضا كمك كند. فولاد ضدزنگ مخصوص با استحكام بالا در دنده‌های فرود هواپیما استفاده می‌شود اما تیتانیوم به این عرصه نیز
وارد شده است.
منبع:
ایمیدرو





طبقه بندی: متفرقه،
برچسب ها: نقش فلزات در توسعه‌ی صنایع هوافضا، فلزات در هواپیما،
.: Weblog Themes By Pichak :.


free counters
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک


قالب میهن بلاگ

download

قالب بلاگفا

قالب وبلاگ

چت

قالب بلاگ اسکای

قالب وبلاگ

اخلاق اسلامی

قالب وبلاگ

قالب وبلاگ