橫空出世的鋁與鋼鐵相比,依然存在著強度不足的缺點。隨著後續研究的推進,人們發現隻要在金屬鋁中添加少量的銅、鎂、錳,即可大幅提高鋁的強度。由於這項技術的專利屬於德國科隆金屬工業公司,所以這種鋁合金用“Dürener”(科隆)與“aluminium”(鋁)合並的單詞命名為“科隆鋁”。
這個發現具有劃時代的意義,警盾和防護服、現金運輸箱等都是用了鋁合金。科學家們通過改變添加金屬的配方,又開發出了強度更高的高級鋁合金和超級鋁合金。
鋁合金應用中最重要的領域就是飛機製造業。製造飛機的材料必須兼顧輕巧與堅固兩個方麵,沒有任何金屬比鋁合金更勝任這一要求。萊特兄弟在製作第一架飛機——“飛行者一號”時(1903)就已經使用鋁鑄缸體的發動機了。
很快,飛機設計技術就進入了飛速發展的時代。到了1912年,速度為200千米/小時的飛機問世。當1914年第一次世界大戰爆發之時,軍用飛機有了用武之地。不過,今天的我們也許很難相信,那時的飛機機體的主要材料居然是木頭和布。1927年,查爾斯·林德伯格(1902—1974)首次完成人類橫跨大西洋的飛行壯舉時,所駕駛的聖路易斯精神號的機身材料是木合板,機翼是木框架布蒙皮的。
開創金屬飛機先河的是德國人胡戈·容克斯(1859—1935)。1915年,容克斯設計的人類第一款鋼鐵材質機體的飛機J-1成功試飛,從而證實了金屬飛機的可行性。聽到了關於鋁合金的信息之後,容克斯開始研製鋁合金材質的飛機。到了1919年,能夠搭載6人的J-13型客機問世,該型號的飛機耗油量低,能適應從熱帶到寒帶的廣闊地域的飛行環境,向世人展示出優異的性能。
胡戈·容克斯
在1923年發表的論文中,容克斯指出木製機體除了火災、腐朽等風險之外,受熱變形也會對飛行性能產生巨大影響,提出隻有金屬機身才是解決這些問題的最終手段。此外,木材受長度、厚薄等條件的限製,無法保證材料強度的均一性,但是金屬材料可以任意成型,從而保證了加工後的機體強度。今天看來,這些都是再普通不過的真理。