Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Οι Wright χρησιμοποίησαν ξύλα με υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος για να κατασκευάσουν το σκελετό, αλλά χρειάστηκε να τον ενισχύσουν με χαλύβδινο σύρμα για να αποτραπεί η κάμψη του πλαισίου λόγω των φορτίων που αναπτύσσονται σε συνθήκες πτήσης. Οι εξωτερικές επιφάνειες ήταν καλυμμένες με ελαφρύ ύφασμα για να παρέχουν για να είναι λείες και να έχουν καλύτερη αεροδυναμική.

Ωστόσο, η μεγαλύτερη καινοτομία των Wright ήταν στην κατασκευή του κινητήρα. Έως τότε δεν υπήρχε κινητήρας που να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις ισχύος προς βάρος και οι Wright προσπάθησαν να εφεύρουν το δικό τους, χρησιμοποιώντας για πρώτη φορά στην ιστορία το αλουμίνιο ως υλικό κατασκευής του στροφαλοθαλάμου. Επίσης, έβαψαν τον κινητήρα μαύρο, οπότε οι ανταγωνιστές τους δεν μπορούσαν να δουν ότι ο κινητήρας κατασκευάστηκε από αλουμίνιο.

Το αλουμίνιο αποτελεί το 8% του φλοιού της γης, ωστόσο ήταν ένα από τα πιο ακριβά υλικά στον κόσμο γιατί ήταν δύσκολο να αφαιρεθούν οι προσμίξεις. Ο Ναπολέων είχε οραματιστεί το ελαφρύ μέταλλο ως το τέλειο υλικό για όπλα και πανοπλίες. αλλά απογοητεύτηκε με τη δυσκολία της διαδικασίας καθαρισμού του μετάλλου από τις προσμίξεις. Τελικά παραιτήθηκε, έλιωσε το μικρό του απόθεμα αλουμινίου και κατασκεύασε μαχαιροπίρουνα και πιάτα για να εξυπηρετήσει τους αξιότιμους καλεσμένους του.

Μέχρι τη δεκαετία του 1880 αναπτύχθηκαν μέθοδοι ικανές να παράγουν μαζικά το υλικό. Σε λίγα χρόνια, το αλουμίνιο έγινε από το πιο ακριβό μέταλλο στη Γη σε ένα από τα φθηνότερα. Η πτώση της τιμής του ήταν εντυπωσιακή: από 1200$ ανά κιλό το 1852 σε μόλις 1$ ανά κιλό στις αρχές του 20ου αιώνα. Αυτό άνοιξε τον δρόμο για τους αδελφούς Wright να χρησιμοποιήσουν το υλικό στο πρωτότυπο αεροσκάφος τους.

Ωστόσο, το υλικό που χρησιμοποιούσαν οι Wright ήταν πολύ διαφορετικό από τα κράματα αλουμινίου που βλέπουμε σήμερα. Παρά τη διαθεσιμότητα αλουμινίου, τα αεροπλάνα σε όλο τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο συνέχισαν να χρησιμοποιούν το ξύλο και τον καμβά ως κύρια δομικά υλικά τους, επειδή το αλουμίνιο που ήταν διαθέσιμο τότε, ήταν εύπλαστο και είχε χαμηλή αντοχή.

Μια τυχαία ανακάλυψη μιας νέας θερμικής επεξεργασίας από τον Γερμανό επιστήμονα Alfred Wilm οδήγησε στην ανάπτυξη ενός κράματος αλουμινίου αρκετά ισχυρού για δομική χρήση. Ο Wilm προσπαθούσε να αναπαράξει τα αποτελέσματα της μαρτενιστικής βαφής των κραμάτων σιδήρου όπως ο χάλυβας, όπου μετά από θέρμανση του χάλυβα σε θερμοκρασίες μεταξύ 700 και 900^oC ακολουθεί βύθιση του πυρακτωμένου αντικειμένου σε λάδι ή νερό. Η διαδικασία αυτή ψύχει γρήγορα τον χάλυβα και προκαλεί το σχηματισμό μιας κρυσταλλικής δομής που ονομάζεται μαρτενσίτης. Η δομή αυτή είναι πολύ πιο σκληρή από την κρυσταλλική δομή που θα σχηματιζόταν αν επιτρεπόταν στο χάλυβα να κρυώσει αργά.

Ωστόσο, η τεχνική δε λειτούργησε στο αλουμίνιο. Όπως λέει η ιστορία, ένα απόγευμα Παρασκευής ο Wilm δοκίμαζε ένα νέο κράμα αλουμινίου που περιείχε περίπου 4% χαλκό. Ακολούθησε τα βήματα της μαρτενσιτικής βαφής, ζεσταίνοντας το μέταλλο και αφήνοντας τη θερμότητα να κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε όλο το υλικό, αφαίρεσε το μέταλλο από τη φωτιά και το έψυξε γρήγορα. Στη συνέχεια δοκίμασε το υλικό, αλλά δεν παρατήρησε κανένα πραγματικό σημάδι βελτίωσης. Απογοητευμένος έφυγε από το εργαστήριο, αφήνοντας τα υπόλοιπα δείγματα σε θερμοκρασία δωματίου όλο το Σαββατοκύριακο.

Προς έκπληξη του, όταν επέστρεψε τη Δευτέρα, ανακάλυψε ότι τα υπόλοιπα δείγματα είχαν αποκτήσει μεγαλύτερη αντοχή. Ο Wilm είχε μόλις ανακαλύψει κατά λάθος τη διαδικασία της σκλήρυνσης μέσω γήρανσης, μια διαδικασία που θα έκανε το αλουμίνιο το νέο θαυματουργό υλικό του κόσμου.

Τα επόμενα χρόνια ο Wilm τελειοποίησε αυτή τη διαδικασία, υπολογίζοντας την ιδανική θερμοκρασία και χρόνο γήρανσης. Ονόμασε το νέο του υλικό Duralumin και χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του πρώτου μεταλλικού αεροσκάφους, του Junkers J1.

Η διαδικασία σκλήρυνσης που πέτυχε ο Wilm μεταμόρφωσε εντελώς τον κόσμο μας. Το αλουμίνιο χρησιμοποιήθηκε στο περίβλημα των αεροπλάνων και αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της αντοχής τους και όχι απλά βελτίωση της επιφάνειας πτήσης από αεροδυναμικής πλευράς. Αυτές οι νέες τεχνικές απελευθέρωσαν χώρο μέσα στα αεροπλάνα και επέτρεψαν την ανάπτυξη ευρύχωρων επιβατικών αεροσκαφών εγκαινιάζοντας μια νέα εποχή ταξιδιών στον κόσμο.

Το 13% του παγκοσμίου αλουμινίου χρησιμοποιείται στον τομέα της μεταφοράς ενέργειας. Παρόλο που ο χαλκός είναι πιο αγώγιμο υλικό, όλες οι κύριες εναέριες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν αλουμίνιο ως αγώγιμο υλικό. Για να μεταφέρει το ίδιο ρεύμα με ένα σύρμα χαλκού, ένα σύρμα αλουμινίου χρειάζεται να είναι 1,5 φορές παχύτερο, αλλά ακόμη και τότε είναι δύο φορές ελαφρύτερο. Αυτό μειώνει το φορτίο στους πυλώνες και επιτρέπει μεγαλύτερα μεταξύ τους ανοίγματα, εξοικονομώντας σημαντικά χρηματικά ποσά για την κατασκευή.

Το 23% του αλουμινίου χρησιμοποιείται στις κατασκευές. Το Empire State Building ήταν ο πρώτος ουρανοξύστης στον κόσμο που χρησιμοποίησε το υλικό εκτενώς. Η αντοχή του στη διάβρωση και το περιορισμένο βάρος του το έκαναν το τέλειο υλικό για τις εξωτερικές επιφάνειες του κτιρίου και τις στέγες.

Είναι ξεκάθαρο ότι χωρίς το αλουμίνιο, ο κόσμος που βλέπουμε σήμερα θα ήταν πολύ διαφορετικός. 

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR