به‌نظر مي‌رسد كه هم‌اكنون صنعت هوافضا آماده پرواز ديگري است. اين صنعت نيز تحت تغييرات و تحولات گسترده‌اي در زمينه دستيابي به فناوري‌هاي نوين براي كارآمدي بالاتر از طريق خلاقيت و ابداع و رقابت شديدتر بين مواد مصرفي قرار گرفته است.

به گزارش متال بولتن، شايد بازار فلزات صنعت هوافضا به اهميت و بزرگي بازار فلزات خودروسازي يا ساختماني نباشد اما براي عرضه‌كنندگان درگير در اين صنعت ارزش بالايي دارد و براي توليدكنندگان آلياژهاي مخصوص مانند تيتانيوم از اهميت به سزايي برخوردار است.

تقريبا هر تجارت يا كسب و كاري از بحران اقتصادي در اواخر سال 2008 ضربه ديده است و صنعت هوا فضا نيز نمي‌تواند يك استثنا باشد (خصوصا در مقايسه با يك دوره پررونق در سال‌هاي 2007ـ2005)، اما اين بحران يا ركود نسبتا پايين براي آن بوده است و مهمتر اينكه چشم‌انداز همچنان مطلوب به‌نظر مي‌رسد.

مدير بازاريابي شركت هوافضاي آلكوا مي‌گويد: تقريبا معجزه شده است، جهان از بدترين بحران پس از ركود بزرگ خارج مي‌شود اما صنعت هوا فضا به نسبت تيره و تار بودن اوضاع كه شرايط بدتري براي اين صنعت پيش‌بيني مي‌شد، ضربه كمتري خورده است.

اگرچه بعضي از بخش‌هاي خاص اين صنعت مانند صنعت يا فعاليت تجاري هواپيماي جت ضربه خورده است و مردم به‌طور كل متعجب شده‌اند كه چگونه اين صنعت از اين بحران در مقايسه با ساير كسب و كارهايي مانند خودروسازي يا صنعت مالي، جان سالم به در برده است. يك كليد اصلي اين موفقيت برنامه‌ريزي بلندمدت شركت‌هاي هواپيمايي است كه هدفش غلبه بر اثرات آني سيكل‌هاي اقتصادي است. دو شركت سازنده بزرگ هواپيماهاي مسافري مانند بوئينگ و ايرباس انجام سفارشات دريافتي خود را شش سال به عقب انداخته‌اند. در پايان ماه فوريه شركت ايرباس 3432 سفارش از كل 9497 سفارش دريافتي خود را به تعويق انداخته است.

اگر نگاهي به سفارشات اخير سالانه بوئينگ براي هواپيماهاي تجاري بياندازيم، 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 جاري را نشان مي‌دهد.

دو دستاورد امسال اطمينان را در نزد فروشندگان يا عرضه‌كنندگان هوافضا تقويت كرده است. اولا اينكه بوئينگ و ايرباس هر دو اعلام كرده‌اند كه آنان به ميزان توليدات كنوني خود خواهند افزود، هرچند احتمال كاهش آن بيشتر بود. ثانيا بوئينگ جديد Dreamliner787 (پس از تاخيرات متعدد) ساخت آن به‌خوبي پيش رفته و انتظار مي‌رود كه تحويل نخستين سري اين نوع هواپيماها از سه ماهه چهارم به بعد صورت پذيرد.

اين بدين معني است كه موتورهاي اين نوع هواپيماها نيز بايد امسال شناخته شود كه تقاضا براي تيتانيوم و آلياژهاي نيكل را بالا خواهد برد.

با پشت سر گذاشتن يا حذف اثرات بحران اقتصادي، سازندگان هواپيما با جسارت كامل پيش‌بيني‌هاي 20 ساله و بلندمدت خود را براي بازارهايشان ارائه داده‌اند. بنابراين بوئينگ پيش‌بيني مي‌كند كه كل تقاضا براي هواپيماهاي تجاري جديد در دوره 2009 تا 2028 به 29 هزار فروند خواهد رسيد كه ارزش كنوني آن 3220 ميليارد دلار است. بيشترين منطقه رشد مربوط به آسيا ـ پاسيفيك است كه تعداد سفارش هواپيماي جديد آن 8960 فروند است كه پس از آن آمريكاي‌شمالي 7690 فروند و اروپا با 7330 فروند قرار دارند.

شركت ايرباس نيز پيش‌بيني بازارهاي جهاني مشابهي را ارائه داده است به‌طوري كه بين سال‌هاي 2009 تا 2028 تعداد هواپيماهاي جديد تحويلي آن 30175 فروند خواهد بود. كل ناوگان هواپيماي مسافري تخمينا از 20765 فروند در سال 2008 به 36303 فروند در سال 2028 افزايش خواهد يافت كه تقريبا 75 درصد افزايش را نشان مي‌دهد. همانند بوئينگ، ايرباس نيز پيش‌بيني مي‌كند كه منطقه آسيا ـ پاسيفيك بيشترين رشد تقاضا را داشته باشد كه 31 درصد تحويل را به خود اختصاص داده است اما پس از آن اروپا با 25 درصد رشد و آمريكاي‌شمالي با 23 درصد رشد تقاضا خواهند بود.

به‌طور كل صنعت هوافضا بايد به دلايل آشكار ايمني محافظه‌كارانه عمل كند، اما با توجه به بالا رفتن الزامات مربوط به كاهش انرژي يا سوخت از نظر مسائل زيست‌محيطي و دلايل اقتصادي يا هزينه‌اي هنوز بايد انقلاب آرامي در بخش مواد اتفاق افتد تا به موتورهاي سبك‌تر از نظر وزني و كارآمدتر از نظر مصرف انرژي دست يابند.

آخرين مدل‌هايي كه شركت‌هاي بوئينگ و ايرباس در دست ساخت دادند عمدتا داراي ساختار كمپوزيتي غيرفلزي هستند: بوئينگ Dreamliner787 داراي يك بدنه بيروني است كه 50 درصد كمپوزيت، 25 درصد آلومينيوم و 15 درصد تيتانيوم است. هواپيماي ايرباس A350XWB (با بدنه فوق‌العاده عريض) داراي 53 درصد كمپوزيت، 19 درصد آلومينيوم و 14 درصد تيتانيوم است. آيا كمپوزيت‌ها يك تهديد جدي براي آينده آلومينيوم در صنعت هوافضاست؟ چند سال پيش شايد اين‌گونه به‌نظر مي‌رسيد اما در حال حاضر آلومينيوم به كمك رشد و توسعه آلياژها مانند آلومينيوم ـ ليتيوم آينده خود را تضمين كرده است. با توجه به اينكه كمپوزيت‌ها سهم بزرگي از هر دو مدل جديد را به‌خود اختصاص داده‌اند اين احتمال وجود دارد كه در آينده به نسبت برابري از فلزات و كمپوزيت‌ها استفاده شود چون در طرح‌هاي جديد سعي شده است كه از چندين ماده در ساخت هواپيما استفاده شود.

علاوه بر اين در ساخت سكوهاي جديد هنوز عمدتا از آلومينيوم استفاده مي‌شود. اين دستاورد كاملا ساخت بوئينگ 8ـ747 را كه قرار است امسال به بازار روانه شود، متحول و مدرن كرده است. طراحان هواپيما هنوز با مخالفت‌ها و موافقت‌هايي مواجه هستند اما به هيچ‌وجه مشخص نيست كه كمپوزيت‌ها بتوانند در اين صنعت كاملا حكمراني كنند. بعيد به‌نظر مي‌رسد كه تا قبل از سال 2020 جت‌هاي مسافري بزرگ تك راهرويي وارد بازار شود و عرصه را براي سري‌هاي كنوني كه تقريبا داراي 100درصد بدنه‌هاي آلومينيومي هستند خالي بگذارد.

مديرعامل شركت هوافضاي گلوبال آلكان مي‌گويد: نفوذ اخير مواد كمپوزيتي در سطح بي‌سابقه‌اي مطمئنا چالشي را براي ما ايجاد خواهد كرد. به هرحال آلومينيوم هنوز در ساختار هواپيماها نقش به سزايي بازي مي‌كنند. علاوه بر اين چون OEMs آماده براي محصولات جديد خصوصا در برنامه‌هاي كوتاه‌مدت است، شركت آلكان يك مجموعه فناوري‌هاي جديدي را آماده مي‌كند كه آن را در شرايط خوبي براي رسيدن به اهداف چالش‌انگيزي پيش‌بيني شده مي‌كند. آلياژهاي آلومينيوم ـ ليتيوم چندين دهه است كه شناخته شده است اما با تحول و تكامل بيشتر در حال حاضر اين ماده به مرحله بهره‌برداري تجاري مي‌رسد. مشخصه‌هاي اين آلياژها چگال‌هايي در حدود 10ـ8 درصدي كمتر از آلياژهاي پرقدرت 2xxx و 7xxx استفاده شده در صنايع هوافضا است.

نسل سوم آلياژهاي آلومينيوم ـ ليتيوم در حال حاضر در هواپيماهاي جديدي مانند Bombadier CSeries و ايرباس A380 استفاده مي‌شود.

اما آلومينيوم ـ ليتيوم تنها بخشي از دامنه ابداعات آلومينيوم است كه اين فلز سبك را در مصارف صنايع هوافضا پيش رو قرار داده است. در حال حاضر سبد فناوري‌هاي رشد صنايع هوافضا توسط بيش از 200 حق اختراع و حدود 100 حق اختراع معوقه حمايت مي‌شود. توسعه پرشتاب اين آلياژها در سال‌هاي اخير به صورت مرحله‌اي تغييراتي را در استحكام و سبكي موادي كه در اين صنعت استفاده مي‌شود، ايجاد كرده است.

تركيبي از مواد آلياژي با همان اهميت در طراحي‌هاي قطعات جديد و يا فرايندهاي توليدي جديد استفاده خواهد شد.

به‌عنوان مثال تمامي آلياژهاي آلومينيوم و ليتيوم با چگالي پايين اگر همراه با آخرين تكنيك‌هاي اتصال مانند اصطكاك جوشكاري اختشاشي و با طرح‌هاي جديد مقاوم در برابر تخريب بالا مانند پانل‌هاي برج و بارو باشد گزينه‌هاي بهينه و مطلوبي را براي كاربردهاي هوافضا به‌وجود خواهد آورد.

مديرعامل صنايع هوافضاي آلكان گلوبال مي‌گويد: در حال حاضر تكنولوژي‌هاي بالقوه‌اي براي پاسخگويي به چالش‌هاي هواپيماهاي نسل بعدي تك راهرويي دست يافته‌اند و هم‌اكنون در چندين زمينه جديد براي رسيدن به فناوري‌هاي جديد در 15 سال آينده كار مي‌كنند.

با توجه به اينكه از ابتدا كاملا درگير طراحي هواپيماهاي جديد بوده‌اند، آلومينيوم‌سازان مي‌خواهند نشان دهند كه نمي‌توان پيشرفت‌هاي به‌دست آمده براي اين فلز را ناديده گرفت. به‌عنوان مثال شركت آلكوا و سازمان هواپيمايي تجاري چين (Comac) در ماه اكتبر اعلام كرد كه آنان به طور مشترك در زمينه طراحي، توسعه و ساخت جت‌هاي مسافربري جديد چيني يعني C919 با يكديگر كار مي‌كنند. از طريق اين همكاري و توافق اين شركت‌ها بر روي نظريه‌هاي پيشرفته كاربرد آلومينيوم، طراحي و توليد آلياژهاي مربوطه آن مطالعه و بررسي مي‌شود.

هواپيماي 190 صندلي C919 بزرگترين هواپيماي جتي خواهد بود كه در چين ساخته خواهد شد. اين هواپيما در شانگهاي مونتاژ خواهد شد اما قطعات آن از ساير مناطق جهان تامين خواهد شد.

مدير چيني اين طرح مي‌گويد: هدف ما طراحي يك ساختار با عملكرد بالا است كه بتواند در بازار هوافضاي جهاني رقابت كند.

هواپيماي C919 احتمالا در سال 2016 به پرواز درآيد. شركت آلكوا داراي 15 شركت و كارخانه در سرتاسر چين است و آلياژهاي آن در حال حاضر در نخستين جت ساخت داخل چين يعني ARJZI-700 استفاده مي‌شود.

تیتانیوم (منبع: ویکی‌پدیا)

كمپوزيت‌ها (مواد مرکب) زمينه‌ساز توسعه‌ی بزرگ
صنعت هوافضا بزرگترين و تنها مصرف‌كننده محصولات كارخانه‌هاي تيتانيوم است كه تقريبا نيمي از توليد جهاني آن را مصرف مي‌كند. تيتانيوم به دليل چگالي پايين آن (حدود g/cm35/4 در مقايسه با چگالي 8ـ5/7 فولاد)، مقاومت خوردگي بسيار بالا و نسبت بسيار بالاي استحكام به وزن مصرف مي‌شود. معمول‌ترين آلياژ تيتانيوم كه در هوافضا استفاده مي‌شود Ti-GAI-4V است اما انواع زيادي از آن براي كاربردهاي خاص توليد شده است.
تيتانيوم داراي يك جنبه قابل‌توجهي است كه در صنعت مدرن هوافضا بسيار پرارزش است: اين فلز بسيار شبيه كمپوزيت‌هاي پلاستيك مسلح است كه بسيار به كار گرفته مي‌شود، داراي خاصيت انبساط حرارتي بسيار پايين است (مشابه كمپوزيت‌ها) و در تماس با آنها خرده نمي‌شود. همچنين به آساني با كمپوزيت‌ها تركيب مي‌شود تا قطعات بزرگي تشكيل شود، در نتيجه همانند كمپوزيت‌ها مصرف تيتانيوم در ساخت هواپيما بسيار افزايش يافته است.

بوئينگ 787 با 50 درصد بدنه كمپوزيتي داراي 4/113 تن تيتانيوم (بيشتر از دوبرابر مدل 777) است. در ساخت هواپيماي ايرباس A380 از كمپوزيت كمتري استفاده مي‌شود اما هنوز داراي 150 هزار پوند تيتانيوم به دليل اندازه بزرگ آن است. جت‌هاي جنگنده بسيار كوچكتر از جت‌هاي مسافري هستند اما اغلب به دليل سختي آن از تيتانيوم ساخته مي‌شوند مثلا هواپيماي F22 داراي يكصد هزار پوند تيتانيوم است.

با توجه به موارد فوق تقاضاي تيتانيوم شديدا رو به افزايش است و توليدكنندگان هواپيما همواره به‌دنبال تامين بلندمدت اين فلز هستند.

شركت بوئينگ يك قرارداد جديد پنج‌ساله براي تامين تيتانيوم خود با شركت Timet توليدكننده تيتانيوم تا پايان سال 2015 امضا كرده است كه دنباله قرارداد كنوني آن است و همچنين قراردادهايي را نيز با ساير فروشندگان امضا كرده است.

سال گذشته بوئينگ و شركت روسي VSMPO-Avisma توليدكننده تيتانيوم، كارخانه بوئينگ اورال را افتتاح كردند. اين شركت UBM يك سرمايه‌گذاري مشترك در روسيه است. اين كارخانه پيشرفته كارهاي ماشين‌كاري و فورجينگ تيتانيوم را براي بوئينگ 787 و نيز براي هواپيماهاي روسي انجام مي‌دهد.

در واكنش به افزايش تقاضا، توليدكنندگان تيتانيوم براي احداث كارخانه‌هاي جديد سرمايه‌گذاري مي‌كنند. ATI بيش از 900 ميليون دلار در كارخانه‌هاي آمريكايي خود سرمايه‌گذاري كرده است.

اين سرمايه‌گذاري شامل احداث يك كارخانه اسفنج تيتانيوم جديد در ايالت يوتا است كه سال پيش به بهره‌برداري رسيد. كارخانه اسفنجي كنوني آن در ايالت ارگان است كه بازسازي و توسعه يافته است كه كل ظرفيت سالانه توليد اسفنجي شركت را به 46 ميليون پوند (20870 تن) مي‌رساند.

شركت ATI نيز كارخانه ورق تيتانيوم مخصوص خود را توسعه داده و بازسازي كرده است. به هرحال نسل جديدي از آلياژها براي توليد موتورهاي سبك‌تر لازم است تا در درجه حرارت بالاتر كار كند.

در حال حاضر تحقيقات در زمينه ماشين‌كاري تيتانيوم براي توليد قطعات مورد نظر با كاهش هزينه تداوم دارد. هزينه‌هاي پايين‌تر و بهبود فرآيند بايد به كاربرد بيشتر تيتانيوم در صنعت هوافضا كمك كند. فولاد ضدزنگ مخصوص با استحكام بالا در دنده‌هاي فرود هواپيما استفاده مي‌شود اما تيتانيوم به اين عرصه نيز
وارد شده است.

منبع:
ایمیدرو
www.simafelez.com