Hallo an alle!
Warum wird in der Luftfahrtbranche fast ausschließlich mit Aluminium gearbeitet? Würde Stahl hier keine Vorteile bringen (Kosten)?
mfg,
Luggi
Warum wird in der Luftfahrtbranche fast ausschließlich mit
Aluminium gearbeitet?
Weil es so schön leicht ist.
Würde Stahl hier keine Vorteile bringen (Kosten)?
Schwerere Flugzeuge verbrauchen mehr Treibstoff oder können weniger Nutzlast transportieren. Das erhöht die Kosten.
Hi DrStupid!
Warum wird in der Luftfahrtbranche fast ausschließlich mit
Aluminium gearbeitet?Weil es so schön leicht ist.
Stahl könnte man doch wesentlich dünner machen!? Dann wär’s auch leichter, bei immer noch ausreichender Festigkeit.
mfg,
Luggi
Hi,
Stahl könnte man doch wesentlich dünner machen!? Dann wär’s
auch leichter, bei immer noch ausreichender Festigkeit.
bei Aluminium(legierungen), besser noch Titan(legierungen) ist das Verhältnis zwischen Gewicht und Stabilität(Zugfestigkeit) besser als bei Stahl. Mit anderen Worten: um ein bestimmtes Gewicht zu halten benötigt man (vom Gewicht her) weniger Alu als Stahl. Das Volumen des Materials ist hier nicht das entscheidene Kriterium.
Grüße,
J~
Hallo Luggi,
hier noch eine kleine Ergänzungsantwort. Das mit den spezifischen (also auf die Dichte bezogenen) Festigkeiten ist ja schon genannt worden.
Weiterhin sind bei der Flugzeugauslegung im Wesentlichen 3 Dinge relevant: Festigkeit, Stabilität und Ermüdung. Zur Festigkeit steht ja schon alles in den anderen Beiträgen.
Würde man nun Teile aus Stahl auf Festigkeit dimensionieren, so wären diese so dünn, dass sie die Stabilitätsanforderungen nicht erfüllen würden (Die Dicke geht in den Beulwert quadratisch ein, d.h. eine Platte doppelter Dicke hat bei gleicher Steiffigkeit den vierfachen Beulwert). Also würde sie dicker werden müssen, als es sich aus dem direkten Verhältnis der Festigkeiten ergibt.
Und Ermüdung und schadenstolleranz (Rissentstehung und -wachstum) sind unter Sicherheitsaspekten natürlich auch wichtige Größen.
Gruß
Ted
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E-Modul & Ergänzungsfrage Nieten
Hi Ted!
hier noch eine kleine Ergänzungsantwort. Das mit den
spezifischen (also auf die Dichte bezogenen) Festigkeiten ist
ja schon genannt worden.
Ich hab’s ursprünglich mit dem E-Modul begründet… weil das E-Modul bezogen auf die Dichte ergibt bei Stahl einen etwas besseren Wert als bei Aluminium. Jedoch leutet mir das mit den „Beulen“ ein 
.
Ergänzungsfrage: Warum werden im LFZ-Bau Nieten verwendet? Ist eine Schweißnaht keine bessere Verbindung?
Vielen Dank,
Luggi
Hi J~!
bei Aluminium(legierungen), besser noch Titan(legierungen) ist
das Verhältnis zwischen Gewicht und Stabilität(Zugfestigkeit)
besser als bei Stahl.
Hab nachgeblättert… die Zugfestigkeit von Stahl liegt bei 200.000 N/mm2, entgegen bei Aluminium nur bei 70.000 N/mm2.
Verhältnis von Gewicht zu Stabilität ist bei Stahl deswegen auch gringfügig besser.
mfg
Luggi
Hallo Luggi,
Hab nachgeblättert… die Zugfestigkeit von Stahl liegt bei
200.000 N/mm2, entgegen bei Aluminium nur bei 70.000 N/mm2.
Bist Du Dir sicher? Die Zugfestigkeit von Stahl ist naemlich ca. 2-3 Zehnerpotenzen geringer. Kann es sein, dass Du das E-Modul mit der Zugfestigkeit verwechselst?
Puersti
Hi,
Hab nachgeblättert… die Zugfestigkeit von Stahl liegt bei
200.000 N/mm2, entgegen bei Aluminium nur bei 70.000 N/mm2.
wo kuckst du denn )
Zwei Legierungen für den Flugzeugbau:
TiAl6V4 3.7165 970...1140 N/mm²
AlZnMgCu1,5 3.4365 280....520 N/mm²
bei Stahl wüsste ich jetzt nicht welchen man zum Vergleich nehmen sollte. Denn na klar dürfen die Bleche KEINEFALLS wegkorrodieren! Roststellen am Auto sind zwar nicht schön, aber tolerierbar. Stell dir vor die Haut deiner Flugzeugkabine oder der Flügeltanks hätte ein Rostloch!
Nehmen wir also mal
X5CrNi18 10 1.4301 530...730 N/mm²
vergleiche bitte nochmal das Verhältnis aus Gewicht und Sabilität, OK?
Verhältnis von Gewicht zu Stabilität ist bei Stahl deswegen
auch gringfügig besser.
da glaube ich ehrlich gesagt gar nicht )
Grüße,
J~
Hi,
Weiterhin sind bei der Flugzeugauslegung im Wesentlichen 3
Dinge relevant: Festigkeit, Stabilität und Ermüdung.
du hast die Korrosionsbeständigkeit vergessen
Flugzeugbleche bzw die Nähte dieser sind IMHO oft Druck beaufschlagt (Kabine) oder dienen als Flüssigkeitsbehälter (Flügel).
Grüße,
J~
Hello again!
wo kuckst du denn
…beim E-Modul :o) *hüstel*
Sorry war mein Fehler, jetzt versteh ich auch den Zusammenhang und sehe, dass Stahl nicht geeignet ist.
Vielen Dank,
Luggi
Hi Luggi,
Nieten werden verwendet, weil man es schon immer so gemacht hat! 
))
Spass beiseite, die Qualifikationsprozesse für neue Materialien oder Ferigungsverfahren sind sehr langwierig. Daher geht da alles nicht so schnell. Aber es wird heute schon munter geschweißt, Laserstrahlschweißen (laser beam welding) ist Stand der Technik:
http://www.bias.de/Events/LAF06/Proceedings/02%20%20…
und Reibrührschweissen (friction stir welding)ist in der Vorbereitung:
http://www.riftec.de/d/Verfahren/Verfahren_2.htm
Gruß
Ted
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Stell Dir mal vor, man hätte die großen Luftschiffe aus Eisen gebaut! Wieviel Tonnen Rostschutzfarbe hätte man da gebraucht! Wie schwer wäre so ein Zeppelin geworden?!
Wie schwer wäre ein großes Flugzeug, voll mit mehreren Schichten Farbe bekleckert!
mfgConrad
Hi Conrad!
Stell Dir mal vor, man hätte die großen Luftschiffe aus Eisen
gebaut! Wieviel Tonnen Rostschutzfarbe hätte man da gebraucht!
Naja, es gibt ja auch Edelstahl, der rostet bekanntlich nicht.
Aber ich wurde weiter unten schon aufgeklärt, wieso gerade Aluminium verwendet wird…
Schönen Sonntag noch,
Luggi
Hi Conrad!
Stell Dir mal vor, man hätte die großen Luftschiffe aus Eisen
gebaut! Wieviel Tonnen Rostschutzfarbe hätte man da gebraucht!Naja, es gibt ja auch Edelstahl, der rostet bekanntlich nicht.
Damals schon??
Hi,
Damals schon??
gibt es schon recht lange:
http://de.wikipedia.org/wiki/Rostfreier_Stahl
„Seit der Patenterteilung auf Stähle mit „hoher Widerstandskraft gegen Korrosion“ im Jahr 1912…“
Außerdem gibt es ja noch andere rostfreie Materalien wie z.B. Holz oder Tuch.
gRÜßE,
j~
Wie schwer wäre ein großes Flugzeug, voll mit mehreren
Schichten Farbe bekleckert!
So schwer, wie Flugzeuge eben sind.
Sämtliche Großflugzeuge sind innen und außen mit meherern Schichten Farbe beckleckert (hochdeutsch: lackiert).
Das Argument mit der Farbe, die man einsparen kann, ist nicht tichhaltig.
MfG
C.
bei Stahl wüsste ich jetzt nicht welchen man zum Vergleich
nehmen sollte. Denn na klar dürfen die Bleche KEINEFALLS
wegkorrodieren!
Alu-Legierungen korrodieren doch (unter bestimmten Bediengungen, die im Flugzeug durchaus auftretten können) auch.
MfG
C.
Hallo,
Ergänzungsfrage: Warum werden im LFZ-Bau Nieten verwendet? Ist
eine Schweißnaht keine bessere Verbindung?
kleben ist noch besser. Beim Airbus 380 werden beispielsweise die Tragflächen mit dem Rumpf verklebt. Man munkelt, daß es noch ein paar Nieten für das gute Gefühl aber nicht für die Stabilität gibt.
Gruß,
Christian
Hi Luggi,
Alu hatte nach dem Holz wegen seines geringen Gewichts, seiner guten Eigenschaften bei der Verarbeitung/Verformung und weil es nicht rostet, die besseren Karten, insbesondere im Luftschiffbau, der die Luftfahrt allgemein dominierte, so lange in die ASL (AeroStatikLogistik), heute ein heißes Eisen, investiert wurde.
Stahl gab es immer und gibt es wieder in der Luftfahrt, seit er gegen Rost beständig ist, insbesondere bei Hochleistungsflugzeugen wegen seiner höheren Hitzebeständigkeit und „Luftfahrt Tüchtigkeit“, dem Verhältnis zwischen Festigkeitwerten geteilt durch das Eigengewicht und einigen anderen Werten wie Kälte- u. Hitzebeständigkeit, Dehnung etc.
Chris
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