کاربرد ورق استیل در صنعت هواپیما و هوافضا

وقتی صحبت از ورق استنلس استیل به میان می آید، خواص ضد زنگ و مقاومت بالا در برابر خوردگی آن بسیار مورد توجه قرار می گیرد. به همین جهت در همه اجزای مهم هواپیما کاربردهایی از ورق استنلس استیل وجود دارد. سازندگان انواع مختلف هواپیما مانند جت، هلیکوپتر، هواپیما، گلایدر و موارد مشابه بارها و بارها از قطعات فولادی ضد زنگ برای ایجاد سیستم‌های هواپیما با عملکردهای مختلف استفاده می کنند. در ادامه به کاربرد ورق استیل در صنایع هوافضا خواهیم پرداخت.

فولاد ضد زنگ همچنین دارای سختی و استحکام بالا است که آن را گزینه ای مناسب برای کاربردهای هواپیمایی نیز کرده است. درصد سختی ورق استیل در گریدهای مختلف فرق داشته و بسته به نوع استفاده از ورق استیل انتخاب می شود. برای مثال جهت ساخت اجزای کابین و داخلی هواپیما بیشتر از ورق استیل ۳۰۴ نگیر استفاده می شود. زیرا خواص مغناطیسی برای داخل کابین مناسب نیست و همواره پیشنهاد می شود از ورق استیل ۳۰۴ استفاده شود.

دلیل استفاده از ورق استیل در هواپیما

صنعت هوافضا فلزات مورد استفاده را براساس خواص فیزیکی و شیمیایی آن ها انتخاب می کند که شامل سختی، استحکام، چگالی، چکش خواری، شکل پذیری، شکنندگی، رسانایی و انبساط حرارتی است. طبق آزمایش های صورت گرفته و گزارش های موجود از شرکت های هواپیماسازی، فولاد ضد زنگ تقریباً برای هر قسمت از هواپیما قابل استفاده است. برخی از کاربردهای متداول فولاد ضد زنگ شامل فنرها، قطعات ریخته گری، میله های اتصال، کابل های کنترل، قطعات ساختاری و ماشین کاری می باشد.

انواع فولاد ضد زنگ در صنعت هواپیما

فولادهای ضد زنگ ایده آل برای استفاده در صنعت هوافضا شامل فریتی، آستنیتی و مارتنزیتی می باشد.

فریتی

فریتی دارای مقاومت کمتری نسبت به آستنیتی است ولی در مقابل مقاومت بیشتری در برابر خوردگی داراست که مورد توجه صنعت هواپیمایی قرار گرفته است.

آستنیتی

ترکیب کربن، کروم و نیکل در محتوای آستنیتی سبب حفظ ساختار محتوایی آن در دماهای مختلف می شود. فولادهای ضد زنگ سوپرآستنیتی حاوی درصد بیشتری از کروم و نیکل هستند که باعث مقاومت بیشتر فولاد در برابر ترک خوردگی تنشی می شود.

مارتنزیتی

این فولاد حاوی ۱۱.۵ تا ۱۸ درصد کروم و مقادیر زیادی کربن است که یک نمونه فولاد ضد زنگ بسیار قوی و سخت است. همچنین می توان آن را با عملیات حرارتی سخت کرد.

استحکام کششی نهایی (UTS) آلومینیوم می تواند بر اساس مواد آلیاژ شده با آن متفاوت باشد. آلومینیوم اغلب به دلیل داشتن استحکام بالا در مقایسه با فولاد ساده در دماهای پایین مورد توجه صاحبان صنایع قرار دارد. برای مقایسه استنلس استیل و آلمینیوم ابتدا باید گرید استیل را مشخص کنید، زیرا گریدهایی از استنلس استیل وجود دارد که خواص مطلوبی را در صنعت هواپیمایی به شما ارائه نمی دهد.

بیشتر بخوانید: با استنلس استیل ۳۰۹ آشنا شوید!

به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ درجه ۳۰۴ استحکام کششی نهایی بالاتری نسبت به آلومینیوم دارد. اما وزن آن ۸ گرم بر سانتی متر مکعب است که تقریباً سه برابر وزن آلومینیوم است. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ ۳۰۴ به لطف لایه اکسید محافظ خود که از اکسیداسیون جلوگیری می کند، مناسب کاربردهای هوافضایی می باشد.

کاربرد ورق استنلس استیل در صنعت هواپیمایی

هنگام ایجاد قطعات برای کاربردهای هوافضا باید ملاحظات زیادی مانند شکل، وزن و دوام یک قطعه مورد توجه قرار گیرد. همه این عوامل می توانند بر طول عمر بالای هواپیما تاثیر مستقیم بگذارد. به عنوان مثال، اگر یک هواپیما خیلی سنگین باشد، برای رسیدن به بلند شدن و حفظ ارتفاع به نیروی رانش بیشتری نیاز خواهد داشت که سبب افزایش مصرف سوخت آن نیز می شود. به همین جهت ورق استیل استفاده شده در هواپیما از وزن هواپیما کاسته و به استحکام آن افزوده می کند.

ساخت قطعات عمل کننده هواپیما

قطعات زیادی در هواپیما وجود دارد که مکانیسم های پیچیده ای را انجام می دهند. با در نظر گرفتن این موضوع، آن ها باید طوری طراحی و ساخته شوند که در شرایط های مختلف آب و هوایی و پروازی عکس العمل خوبی از خود نشان دهند. یکی از این قطعات، محرک است که برای اجازه دادن به خلبان برای انجام تغییرات و تنظیمات در سرعت و محرکه موتور ضروری هستند.

این تنها بخشی از مکانیسم های کنترلی هواپیما است که سیگنال های الکتریکی را به عملکرد فیزیکی تبدیل می کند. محرک ها تقریباً در هر قسمت از هواپیما مانند سکان ها،  محموله دماغه، فلپ ها، ایلرون ها و اسپویلرها یافت می شوند.

اجزای فرود هواپیما

خلبانان هواپیما آموزش های سختی را برای مانور دادن به این نوع وسیله نقلیه می گذرانند. خلبانان نه تنها باید از اقدامات احتیاطی ایمنی در زمانی که هواپیما در هوا است آگاه باشند، بلکه باید قادر به درک سیستم های کنترل مختلف پیش روی خود باشند. از مشهودترین کاربردهای استنلس استیل در قسمت موتور هواپیما می توان اشاره کرد. سیستم فرود شامل چندین عملکرد پیچیده مانند هیدرولیک، ترمز، جذب انرژی، حفظ قدرت تایرها و… می باشد. ورق استنلس استیل از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار است که انتخابی مناسب برای این سیستم ها می باشد.

ورق های کنترل هواپیما

یکی از بخش های حیاتی هواپیما که باید از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار باشد، مربوط به بخش بال و سیستم های کنترل حرکت آن است. میله های کنترل از جنس فولاد ضد زنگ می توانند سطوح بالایی از خوردگی را تحمل کنند. به عنوان مثال، هواپیماهای تجاری معمولاً در محدوده ارتفاعی بین ۳۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ پا پرواز می کنند. این فرایند سبب می شود تا دائماً در معرض عوامل محیطی مانند رطوبت، تراکم و درجه حرارت بالا قرار گیرند.

مقدار کروم موجود بر روی میله های کنترل ( از جنس استنلس استیل ) از ایجاد اکسیداسیون مانند لکه ها و زنگ زدگی جلوگیری می کند که به این ترتیب می توان مکانیسم عادی میله ها را بدون خطر گیرکردن فلایت کنترل ها و یا برخورد با قطعات اطراف حفظ کرد.

بهترین نوع ورق استیل مورد استفاده در صنایع هوایی

ورق استیل ۳۲۱ یکی از محبوب ترین گریدهای آستنیتی در صنعت هواپیمایی است. استیل ۳۲۱ یک فولاد ضد زنگ پایدار شده با تیتانیوم است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و حرارت از خود نشان می دهد. ورق استیل ۳۲۱ در دمای بالا ساختار یکپارچه خود را حفظ کرده و عملکرد خوبی را ارائه می دهد. به همین جهت اطلاع از قیمت ورق استیل ۳۲۱ برای صاحبان صنایع برودتی یا هوافضایی بسیار مهم می باشد.