التركيب الكيميائي

التركيب الكيميائي لهيكل الطائرات، البداية والسبائك المعدنية

كيف لمعدن أن يطير؟ سؤال دائم الطرح وبلا شك هو أحد أسئلة منتصف الليل لديك، فأسباب إقلاع الطائرة يعتمد على فرق الضغط الناتج عن مرور الهواء المار بين أسفل وأعلى جناح الطائرة مما يسبب قوة دفع لأعلى، ولكننا لن نتناول الطائرة من تلك الزاوية.

التركيب المعدني لهيكل الطائرة له دور رئيسي في تحسين الطائرات والتأثير على سرعتها وكفاءتها وحماية المسافرين.

نقطة البداية

دعنا نعود بالزمن إلى بدايات صناعة الطائرات حينما كانوا يستخدمون القماش لتغليف أجنحة الطائرات المصنوعة من الخشب، فالخشب قويٌ وخفيف الوزن، إلا أن به عيوباً تفوق ميزاته.

تحتاج الطائرات المصنوعة من الخشب إلى صيانة دورية كل رحلة تقريباً لتعويض الشظايا التالفة وشظايا أخرى تناثرت في الطريق، لهذا استبدلت البشرية الخشب بخليط معدني مختلف على مدار مراحل التطوير.

طائرة قديمة

باستخدامنا لنفس زر الرجوع للماضي راجعين لأيام الطفولة البريئة عندما يمر على مسامعنا أزيز الطائرات، نبدأ فوراً في استلام دورية المراقبة وتتبع الصوت في السماء متسائلين كيف لمعدنٍ أن يسبح هكذا؟ وما تركيب ذلك المعدن؟ وهل لديه أصدقاء من المعادن؟

معدن. كنا نعرف مضمون الإجابة بالفعل، فهيكل الطائرة يتركب كيميائيا من عدة معادن بنسبٍ مختلفة، تتفاوت في النسب بناءً على خواص هذا المعدن ودوره في تركيب هيكل الطائرة.

التركيب المعدني

من المتعارف دخول معدن الألومنيوم في صناعة الطائرات، معدن خفيف الوزن ولا يتآكل بسهولة إلا أنه يفقد قوته في درجات الحرارة العالية، وهذا غير مناسب تماماً مع درجة الحرارة التي تسير فيها الطائرات.

ليس من المنطق أن نتحدث عن المعادن دون ذكر الحديد، لذا فكرت البشرية بالفعل في تدعيم الألومنيوم بالحديد وجعل الطائرات أقوي.

ظهرت محاولات استخدام الحديد في الطائرات على هيئة الصُلب (سبيكة من الحديد والكربون) أو الفولاذ (سبيكة من الحديد والكربون وعدة عناصر أخري لكن بنسب أقل)، وعلى الرغم من كون الفولاذ أكثر صلابة من الألومنيوم لكنه ثقيل الوزن، ولذلك أضفنا إليه التيتانيوم.

التيتانيوم

التيتانيوم قد يكون العنصر الأكثر أهمية في تركيب معظم الطائرات مما يمتلكه من خواص فيزيائية مناسبة لظروف الطائرات وقلة الكثافة ومقاومته العالية للتآكل.

معدن التيتانيوم

التيتانيوم عنصر انتقالي رمزه (Ti) وعدده الذري (22)، فلز فضيٌ لامع.

لذا فإن التركيب الكيميائي لهيكل الطائرات دائماً ما يحتوي على سبائك معدنية مع عناصر أخري بنسب أقل كسبيكة الدور أولومين (تتكون من الألومنيوم والنحاس ونسب دقيقة من الماغنسيوم والمنجنيز).

جميع السبائك لها دور كبير وخاصة سبائك التيتانيوم والألومنيوم، ففي الوقت الذي تنخفض فيه متانة الألومنيوم يحافظ التيتانيوم على متانته لذا تدخل تلك السبائك في صناعة مركبات الفضاء.

فيما تفيدني هذه المعرفة؟

سواءً أكنت طيارًا أم مضيفًا أو حتى راكباً في رحلةٍ ما فهذه كانت إحدى إجابات سؤالك عندما كنت طفلا يتساءل كيف لمعدنٍ أن يسبح هكذا؟ وما تركيب هيكل تلك الطائرة؟

طائرة في السماء

المراجع

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

انتقل إلى أعلى