下载文档原格式
先进复合材料在航空航天领域的应用研究先进复合材料在航空航天领域的应用研究摘要：复合材料由于其优异的力学性能和轻质化特性，广泛应用于航空航天领域。
本文主要对先进复合材料在航空航天领域的应用进行综述，包括复合材料的种类及其特点、复合材料在飞机结构、发动机、燃料储存和导航系统中的应用，以及将来的发展趋势。
第一部分：引言航空航天工业对材料的需求一直都很高，要求材料具有轻量化、高强度、抗腐蚀等特性。
传统的金属材料在满足这些要求时存在一定的局限性。
而现代复合材料却能够满足这些需求，因此得到了广泛应用。
本文将对先进复合材料在航空航天领域的应用进行深入研究，以及对未来的发展趋势进行展望。
第二部分：复合材料及其特点先进复合材料由两种或多种不同的材料通过物理或化学方法组合而成，具有独特的力学性能和轻质化的特点。
常见的复合材料有纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Composites，简称FRC）和层板复合材料（Laminated Composites）等。
纤维增强复合材料由纤维和基体组成，以碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料最为常见。
层板复合材料由不同方向堆叠的多层材料组成，可以根据不同需求设计。
复合材料的特点包括高比强度、高比刚度、低热膨胀系数、良好的阻尼性能和耐腐蚀性等。
第三部分：复合材料在飞机结构中的应用先进复合材料在飞机结构中的应用主要包括机身、机翼和尾翼等部件。
由于复合材料的轻质化优势，可以减少飞机的整体重量，提高燃油效率。
同时，复合材料具有高强度和刚度，可以提高飞机的结构强度和抗风险能力。
此外，复合材料还具有良好的抗腐蚀性能，可以减少维护成本。
因此，将复合材料应用于飞机结构中能够满足飞机工业对材料的多重要求。
第四部分：复合材料在发动机中的应用先进复合材料也被广泛应用于航空发动机。
由于发动机工作环境恶劣，需要具有良好的温度和腐蚀抗性。
复合材料的优异特性使得其适用于制造高温部件，如涡轮叶片和燃烧室。
复合材料在航空领域的用途航空工业的发展从来都是以技术进步为驱动力的，而复合材料作为一种新型材料，在航空领域的应用越来越广泛。
复合材料具有高强度、轻质化、耐腐蚀、低热膨胀系数等优点，可以有效提高飞机的性能和安全性。
本文将重点介绍复合材料在航空领域的用途。
1. 结构件应用复合材料在航空领域广泛应用于飞机结构件上，如机身壁板、翼面、垂尾等。
相比于传统金属材料，采用复合材料可以显著减轻结构重量，降低燃油消耗，并提升飞机整体性能。
复合材料的高强度和抗冲击性能可以提高飞机的结构强度，增加安全性。
2. 动力系统应用复合材料在航空领域的另一个重要应用是动力系统上，如发动机叶片、气门、涡轮等。
复合材料可以耐高温、耐磨损、降低噪音和振动，使得动力系统具有更好的性能和可靠性。
同时，采用复合材料制造发动机部件还可以减轻重量，提高燃烧效率，降低机身油耗。
3. 内饰及设备应用除了结构件和动力系统，复合材料还被广泛应用于飞机的内饰及设备中。
例如客舱内部的座椅、行李架、蒙皮等都可以采用复合材料制造，不仅能够提供更好的舒适性和安全性，还能够减轻飞机自身重量，降低能耗。
4. 航空器维修与保养在航空器维修与保养方面，复合材料也起到了重要的作用。
由于其优异的耐腐蚀性能和良好的可靠性，使用复合材料制造的零部件不仅具有较长的使用寿命，而且在维护过程中需要投入较少的时间和费用。
因此，在航空器维修与保养中广泛采用的一种做法就是使用复合材料替换原有金属零件。
5. 其他应用除了以上提到的主要领域，航空工业还会在其他方面应用复合材料。
例如，在无人机制造中，采用复合材料能够提供更好的机动性能和稳定性。
此外，在航天器设计中，使用复合材料可以减轻重量并提供更好的抗辐射和抗高温能力。
结论复合材料在航空领域的应用越来越广泛，对于提升飞机整体性能和安全性起到了重要作用。
随着科学技术的进步和人们对于环保和节能要求的日益增强，相信复合材料在航空领域将会有更大的发展前景，并将持续推动这一行业向更加先进和可持续方向发展。
复合材料在飞机上应用的发展趋势复合材料在飞机上的应用：未来的天空，更轻、更快、更安全嘿，各位航空爱好者们，你们有没有幻想过坐上那种像小鸟一样轻盈，速度比闪电还快，而且还能保证安全飞行的飞机呢？今天咱们就来聊聊那个让人激动的科技——复合材料在飞机上的应用。
别急，让我慢慢道来。
咱们得说说“复合材料”到底是什么鬼东西。
简单来说，它就像是一块块“超级英雄”材料，由金属、塑料和纤维等不同“英雄”组成，它们各司其职，让飞机变得又轻又坚固。
想象一下，没有这些“英雄”，我们的飞机是不是就会变成“大铁疙瘩”？所以，复合材料的出现，简直就是现代版的“变形金刚”，让飞机在空中舞动，既好看又实用。
说到“应用”，那可真是五花八门。
比如，飞机外壳，以前都是用钢铁做的，现在换成了碳纤维复合材料，不仅减轻了重量，还增加了抗冲击能力。
这样一来，咱们的飞机就像穿上了“隐形斗篷”，飞得更高，跑得更快，还不容易被敌人发现。
再来说说发动机。
以前，发动机可是个“大块头”，现在有了复合材料，发动机变得更加小巧灵活。
就像变魔术一样，一转一扭，就能产生强大的推力，让飞机像火箭一样冲上云霄。
复合材料在飞机上的应用远不止这些。
还有那些高科技的“智能装备”，比如自动导航系统、紧急逃生设备，甚至是能帮飞行员保持清醒的氧气供应系统，都离不开这些“超级英雄”的帮忙。
说到这里，你是不是已经迫不及待想要坐上那种既轻巧又安全的飞机了呢？别急，这还得靠我们人类的智慧和创新精神。
随着科技的不断进步，相信不久的将来，我们就能真正实现这个梦想！我想说，复合材料在飞机上的应用不仅仅是技术的突破，更是人类对天空探索的一次伟大飞跃。
让我们期待那一天的到来吧，那时的天空将更加广阔无垠，飞行将更加自由自在。
好啦，今天的分享就到这里。
如果你觉得我说得有道理，不妨点个赞，转发给你的朋友们，一起为航空事业加油鼓劲！别忘了关注我，下次再见！。
碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用及其发展摘要：本文介绍了碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用，阐述了其特点，最后总结了未来纤维增强热塑性复合材料的发展趋势。
关键词：碳纤维；热塑性复合材料；发展趋势引言目前，世界各国在航空飞行器市场上的竞争越来越激烈，航空领域复合材料的应用对飞机减重、耐腐蚀性能和降低成本方面起到重要的作用。
由于环境污染和资源回收问题引发了全球的重视，已经得到广泛应用的碳纤维热固性树脂复合材料遭到了一定程度的冲击。
此时韧性、耐湿、耐腐蚀性好、可冋收性、具有电磁屏蔽能力、在恶劣环境具有稳定性、耐久性的碳纤维热塑性复合材料得到了各国的关注。
碳纤维增强热塑性树脂复合材料(CFRTP)是以热塑性树脂为基体、以碳纤维为增强体而制成的复合材料。
碳纤维是一种含碳量在90%以上且具有高强度、高比模量、低密度、耐高温、耐化学腐蚀、低电阻、高导热、耐辐射以及优良阻尼减震降噪等性能的纤维材料[1]。
热塑性树脂可分为高性能树脂和通用树脂，常见的高性能树脂有聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫酰(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)等。
1 碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用1.1国外应用现状洛克希德•马丁公司生产的C-130运输机中许多结构采用了纤维增强热塑性复合材料。
起落架舱门使用的是碳纤维增强聚醚醚酮(C/PEEK)高性能热塑性复合材料，C/PEEK 复合材料的韧性好，可以有效防止沙石等颗粒物的冲击损伤[2-3]。
西科斯基公司生产的CH-53K直升机货厢地板采用的材料为C/PEEK，并使用了电磁感应熔焊技术，增加了飞机的有效载重和容量［4］。
空客公司一直是先进材料应用方面的领军者，并已经成功地将PPS树脂基热塑性复合材料应用在了一些结构简单、尺寸较小的肋、梁等飞机的简单零件上，其中A350XWB机身就采用了很多热塑性复合材料支架和加强角片等[5-6］。
随着高性能热塑性复合材料的材料性能、成形工艺，以及装配技术的提高，已被逐步应用在空客飞机的次承力结构件上，如A340/500, A380固定翼前缘的结构中采用了C/PPS 热塑性复合材料［5］。
镁基复合材料的应用及发展镁基复合材料是一种由镁合金基体和其他增强材料组成的复合材料。
镁合金具有低密度、高比强度和良好的机械性能等优点，但其在高温和腐蚀环境下的性能较差。
通过将其他增强材料与镁合金基体结合，可以改善镁合金的性能，并拓展其应用领域。
以下将详细介绍镁基复合材料的应用及发展。
一、航空航天领域镁基复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于镁合金具有低密度和高比强度，可以减轻飞机和航天器的重量，提高其燃油效率和载荷能力。
同时，镁基复合材料还具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境下使用。
目前，镁基复合材料已经成功应用于飞机结构、发动机零部件、导弹和航天器等领域。
二、汽车工业镁基复合材料在汽车工业中也有着广泛的应用前景。
由于镁合金具有低密度和良好的机械性能，可以减轻汽车的重量，提高燃油效率和行驶性能。
此外，镁基复合材料还具有良好的吸能性能，可以提高汽车的碰撞安全性。
目前，一些汽车制造商已经开始使用镁基复合材料制造车身和零部件，以实现轻量化和节能减排的目标。
三、电子领域镁基复合材料在电子领域也有着广泛的应用。
由于镁合金具有良好的导电性能和热传导性能，可以用于制造电子器件和散热器等。
此外，镁基复合材料还具有良好的抗电磁干扰性能，可以提高电子设备的稳定性和可靠性。
目前，一些电子产品中已经开始使用镁基复合材料，如手机、平板电脑和电视等。
四、医疗领域镁基复合材料在医疗领域也有着潜在的应用价值。
由于镁合金具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于制造骨科植入物和修复器械等。
此外，镁基复合材料还具有良好的抗菌性能，可以预防感染和促进伤口愈合。
目前，一些医疗器械制造商已经开始研发和应用镁基复合材料，以提高医疗器械的性能和安全性。
随着科学技术的不断进步，镁基复合材料的应用领域还将不断拓展。
未来，随着材料制备技术的改进和材料性能的提高，镁基复合材料有望在更多领域发挥重要作用。
同时，还需要进一步研究镁基复合材料的制备工艺、性能测试和应用评价等方面的问题，以推动其在实际应用中的发展。
复合材料在航天航空的应用与发展复合材料是由不同种类的材料组合而成的一种新型材料，具有轻量化、高强度、耐腐蚀、耐高温等特点，因此在航天航空领域具有广泛的应用前景。
本文将从航天航空领域的需求出发，介绍复合材料在航天航空中的应用及其发展。
首先，在航天器结构中，采用复合材料可以显著降低其重量，提高载荷能力。
航天器在进入大气层时需要承受巨大的压力和温度变化，而复合材料具有较强的耐温性能和抗压能力，可以有效保护航天器内部结构及设备的完整性。
此外，复合材料还具有良好的耐腐蚀性能，可以减少航天器受到外界环境侵蚀的风险。
其次，在航空器的制造中，复合材料的应用也越来越广泛。
例如，飞机的机身、翼面和尾部等部位常采用复合材料制造，使飞机具有较低的自重、较高的刚度和较大的载荷承载能力。
此外，复合材料还可以减少空气动力学的阻力，提高飞机的空气动力性能，从而降低飞机的能耗和减少排放。
除了结构应用，复合材料还在航天航空中发挥着重要的功能性作用。
例如，航空中常见的雷达罩和机载天线罩等部件，通常采用复合材料制造，以保证其良好的电磁透明性能和超低雷达反射面积。
同时，复合材料还广泛应用于卫星、航空发动机、导弹等关键部件的制造，以提高其工作温度范围和可靠性。
随着航天航空领域的发展，复合材料的应用也在不断的创新和发展。
一方面，通过改进材料的制备工艺和技术，不断提高复合材料的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能，以满足航天航空领域的特殊需求。
另一方面，随着纳米技术的发展，可以将纳米材料引入到复合材料中，进一步改善其性能。
例如，通过添加纳米碳管可以提高复合材料的导电性能和电磁阻尼性能，使其在航天航空领域具备更广泛的应用前景。
总的来说，复合材料在航天航空中的应用与发展前景广阔。
随着科技的进步和技术的创新，复合材料将在航天航空领域发挥更加重要的作用，提高飞行器的性能和可靠性，推动航天航空领域的发展。
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用研究碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂基复合材料组成的一种新型材料。
碳纤维因其高强度和轻质，在航空航天领域中备受青睐。
树脂基则能够使碳纤维复合材料具有良好的耐腐蚀性和耐热性。
碳纤维复合材料在航空航天领域中有着广泛的应用前景。
碳纤维复合材料在飞机制造中具有重要的应用价值。
飞机作为航空航天领域的主要设备之一，对材料的要求尤为严格。
传统的金属材料在满足飞机强度和耐久性的却往往会带来较大的结构重量。
而碳纤维复合材料因其轻质高强的特点，能够显著减轻飞机的自重，提高飞机的燃油效率和飞行性能。
碳纤维复合材料在飞机机身、翼面、舵面等部件的制造中有着广泛的应用。
与此碳纤维复合材料还能够有效提高飞机的使用寿命，减少维护成本，因此在未来飞机制造中有着巨大的潜力。
碳纤维复合材料在航天器制造中也具有重要的应用价值。
航天器要求具有极高的机械性能和热性能，能够在极端的空间环境中良好运行。
传统的金属材料往往难以满足这些要求，而碳纤维复合材料由于其优异的耐热和耐腐蚀性能，特别适用于航天器制造。
它不仅能够减轻航天器的重量，提高发射载荷，还能够提高航天器的稳定性和耐久性。
在未来航天器研制中，碳纤维复合材料有望得到更广泛的应用。
除了在飞机和航天器中的应用，碳纤维复合材料还可以用于航空航天领域的其他方面，比如火箭、导弹、航空发动机、航空航天设备等领域。
其优异的性能能够为这些设备提供更好的整体性能，并且减轻整机重量，提高燃烧效率，延长使用寿命，降低维护成本。
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用并非没有挑战。
碳纤维复合材料的制造成本相对于传统金属材料较高，这使得一些航空航天制造公司在应用上存在一定的顾虑。
碳纤维复合材料的工艺要求较高，需要特殊的生产设备和技术，这也增加了生产难度和成本。
碳纤维复合材料的环保性能和可再生性也是当前亟待解决的问题。
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用具有广阔的前景，虽然在应用过程中会面临一些挑战，但通过技术创新和工艺提高，相信这些问题都能够得到合理解决。
复合材料在飞机上应用的发展趋势复合材料在飞机上的运用，就像是给现代交通工具穿上了一件高科技的外衣。
想象一下，当你坐在那光滑如镜的机翼上，感受着微风轻抚，那可不是简单的风，那是复合材料带来的凉爽与舒适！
如今，复合材料已经成为了航空工业中的宠儿。
它们不仅轻巧，而且强度惊人，就像超人一样，能够承载飞机的重量，同时保持飞行的稳定性。
你知道吗？那些超音速战斗机和大型客机的“骨架”，都是由这些神奇的材料构成的。
随着科技的进步，复合材料的应用也在不断地突破极限。
从最初的单一材料到现在的多层复合结构，每一次创新都让飞机飞得更高、更快、更远。
就像我们小时候玩的积木，虽然简单，但是组合起来却能构建出各种复杂的模型。
现在，复合材料已经不再局限于传统的飞机制造。
它们被应用到卫星、火箭甚至是汽车上，甚至有人开始幻想，有一天，复合材料能像魔法一样，让机器人也能飞上天。
这不是科幻电影里的场景吗？不过，随着技术的不断进步，这一天或许真的不远了。
复合材料的应用也带来了一些挑战。
比如，如何确保在极端环境下，这些“金属”不会发生断裂或者变形。
科学家们正在努力研究，希望能找到更稳定、更耐用的材料来替代。
这就像是我们在玩一款新游戏，虽然一开始可能会遇到困难，但是只要坚持不懈，总会找到通关的方法。
复合材料在飞机上的运用就像是一种魔法，它让飞行器变得更加强大、轻盈和高效。
随着科技的不断发展，我们有理由相信，未来的飞机将会更加智能、环保，甚至能飞出地球，探索宇宙的奥秘。
让我们期待那一天的到来吧！。
摘要：21世纪是新型材料为物质根底的时代。
各种高分子材料以它优异的性能在各种方面领域有广泛的应用。
在飞机制造工业中，由于高分子材料的使用，飞机本身的质量的减轻性能更加稳定的同时也减少了能源的消耗。
本文主要是列举了几种常见的高分子材料在飞机上的应用。
关键词：航空航天；国防1. 前言材料是人们生活和生产必须的物质根底。
也是人类进化的重要里程碑。
材料科学主要研究材料的成分、分子或原子机构、微观与宏观组织以与加工制造工艺和性能之间的关系。
它是一门边缘新科学，主要一固态物理和固态化学、晶体学、热力学等位根底，结合冶金化工与各种高新科技术来探讨材料在规律和应用。
材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。
但并不是所有物质都可称为材料，如燃料和化工原料、工业化学品、食物和药品等，一般都不算作材料。
2.材料可按多种方法进展分类。
按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。
实际应用中又常分为结构材料和功能材料。
结构材料是以力学性质为根底，用以制造以受力为主的构件。
结构材料也有物理性质或化学性质的要求，如光泽、热导率、抗辐照能力、抗氧化、抗腐蚀能力等，根据材料用途不同，对性能的要求也不一样。
功能材料主要是利用物质的物理、化学性质或生物现象等对外界变化产生的不同反响而制成的一类材料。
如半导体材料、超导材料、光电子材料、磁性材料等。
材料是人类赖以生存和开展的物质根底。
20世纪70年代，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。
80年代，随着高技术群的兴起，又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。
现代社会，材料已成为国民经济建立、国防建立和人民生活的重要组成局部。
3.材料的开展简史人类社会的开展历程，是以材料为主要标志的。
100万年以前，原始人以石头作为工具，称旧石器时代。
1万年以前，人类对石器进展加工，使之成为器皿和精致的工具，从而进入新石器时代。
陶瓷基复合材料在飞机上的应用答案：陶瓷基复合材料在飞机上的应用非常广泛，主要涉及航空航天领域，包括飞机发动机、航天飞机等。
陶瓷基复合材料（CMC）以其优异的耐高温性能、高强度、硬度大、耐磨、抗高温蠕变、低热导率、低热膨胀系数、耐化学腐蚀等特点，在航空领域得到了广泛应用。
例如，美国NASA在航天飞机上采用了碳化硅陶瓷基复合材料制造燃料泵的泵壳，显著提高了耐高温性能和使用寿命。
波音公司也成功地将陶瓷基复合材料应用于飞机发动机的制造中，有效提升了发动机的性能和可靠性。
此外，陶瓷基复合材料还用于制造航天飞机的鼻锥、机翼前缘及其他高温部件，以及飞机上的制动器，显著减轻了飞机的重量。
为了防止氧化，可采用涂层陶瓷对航天飞机上的CMC施加保护或用浸喷法使CMC防氧化寿命大大提高。
在航空发动机方面，陶瓷基复合材料具有巨大的应用潜力。
它们能够承受1000°～1500℃的高温，且结构耐久性更好。
CMC的固有断裂韧性和损伤容限高，适用于燃气涡轮发动机热端部件，能在较高的涡轮进口温度和较少的冷却空气下运行，显著改善发动机效率和耗油率。
目前，陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用主要集中在发动机燃烧室及内衬、涡轮外环、涡轮转子叶片、导向叶片、喷管鱼鳞片、加力燃烧室等热端部件。
其中，CMC高压涡轮转子叶片的研制代表了当前CMC技术发展与应用的最高水平。
国外在陶瓷基复合材料在航空发动机上的研究时间较长，成果较多。
美、俄、英等国投入巨大人力物力，力争占领以SiC/SiC复合材料为代表的先进武器装备材料技术制高点。
例如，美国航空航天局（NASA）在“超高效发动机技术”（UEET）项目下，开发了能承受涡轮进口温度1649℃的CMC发动机热端结构，冷却需求量比同类高温合金部件减少15%～25%。
这表明CMC在航空发动机热端部件的应用取得了新突破，展现了其在未来军民用航空发动机的广泛应用前景。
复合材料在飞机航空中的应用与发展 姓名:李经纬 学号：0823020124 复合材料大量用于航空航天工业和汽车工业，特别是先进碳纤维复合材料用于飞机尤为值得注意。不久前，碳纤维复合材料只能在军用飞机用作主结构，但是，由于技术发展的进步，先进复合材料已开始在民航客机止也应用作主结构，如机身、机翼等。
一．飞机结构用复合材料的优势 现今新一代飞机的发展目标是“轻质化、长寿命、高可靠、高效能、高隐身、低成本”。而复合材料正具备了上面的几个条件，成为实现新一代飞机发展目标的重要途径。 复合材料具有质轻、高强、可设计、抗疲劳、易于实现结构/功能一体化等优点，因此，继铝、钛、钢之后迅速发展成为四大飞机结构材料之一。 复合材料在飞机结构上的应用首先带来的是显著的减重效益，复合材料尤其是碳纤维复合材料其密度仅为1.6g/cm3左右，如等量代替铝合金，理论上可有42%的减重效果。 近年来随着复合材料技术的深入研究和应用实践的积累，人们清楚地认识到：复合材料在飞机结构上应用效益绝不仅仅是减重，而且给设计带来创新舞台，通过合理设计，还可提供诸如抗疲劳、抗振、耐腐蚀、耐久性和吸透波等其它传统材料无法实现的优异功能特性，可极大地提高其使用效能，降低维护成本，增加未来发展的潜力和空间。尤其与铝合金等传统材料相比，可明显减少使用维护要求，降低寿命周期成本，特别是当飞机进入老龄化阶段后效果更明显，据说B787较之B767机体维修成本会降低30％，这在很大程度上应归功于复合材料的大量应用。同时，大部分复合材料飞机构件可以整体成型，大幅度减少零件数目，减少紧固件数目，减轻结构质量，降低连接和装配成本，从而有效地降低了总成本，如F/A-18E/F零件数减少42%，减重158kg。复合材料整体成型技术还可消除缝隙、台阶和紧固件，无疑对提高军机的隐身性能也具有非常重要的贡献。
二．飞机结构用复合材料的发展过程 先进复合材料于上世纪60年代中期一问世，即首先用于飞行器结构上。30多年来先进复合材料在飞机结构上应用走过了一条由小到大、由次到主、由局部到整体、由结构到功能、由军机应用扩展到民机应用的发展道路。 1.复合材料在军用飞机上的发展过程 纵观国外军机结构用复合材料所走过的道路，大致可分为三个阶段： 第一阶段复合材料主要用于受力较小或非承力件，如舱门、口盖、整流罩以及襟副翼、方向舵等，大约于上世纪70年代初完成。 第二阶段复合材料主要用于垂尾、平尾等尾翼一级的次承力部件，以F-14硼/环氧复合材料平尾于1971年研制成功作为标志，基本于上世纪80年代初完成。此后F-15、F-16、F-18、幻影2000和幻影4000等均采用了复合材料尾翼，此时复合材料用量大约只占全机结构重量的5%。 第三阶段复合材料开始应用于机翼、机身等主要的承力结构，受力很大，规模也很大。主要以1976年美国原麦道公司研制成功FA-18复合材料机翼作为里程碑，此时复合材料用量已提高到了13%，军机结构的复合材料化进程进一步得到推进。此后世界各国所研制的军机机翼一级的部件几乎无一例外地都采用了复合材料，其复合材料用量不断增加，如美国的AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、法国的“阵风”（Rafale）、瑞典的JAS-39、欧洲英、德、意、西四国联合研制的“台风”（EF2000）、俄罗斯的C-37等，具体如表1所示。 应该指出继机翼、机身采用复合材料之后，飞机的最后一个重要部件——起落架也开始了应用复合材料，向着全机结构的复合材料化又迈进了一步。复合材料用在起落架上是代钢而不是代铝，可有更大的减重空间，一般可达40%左右。 2.复合材料在民用航空上的发展 继军机之后，国外大型民机也大量采用复合材料，以波音飞机为例，其进程大致走过了四个阶段：第一阶段：采用复合材料制造受力很小的前缘、口盖、整流罩、扰流板等构件，该阶段于上世纪70年代中期实现。第二阶段：制造升降舵、方向舵、襟副翼等受力较小的部件，该阶段约于80年代中期结束。第三阶段：制造垂尾、平尾受力较大的部件，突破了尾翼级部件在大型客机上的试用，随后B777设计应用了复合材料垂尾、平尾，共用复合材料9.9吨，占结构总重的11%。第四阶段：在飞机最主要受力部件机翼、机身上正式使用复合材料，如波音公司正在研制的B787“梦想”飞机，其复合材料用量达50％。下图为B787“梦想”中复合材料的使用情况。
图中深蓝色部分为飞机的碳层合板，用于机身主体的机构，浅蓝色为碳夹芯板，用于飞机的尾翼部分和侧翼的少部分部件，绿色部分是玻璃纤维，红色部分为铝，黄色部分为铝/钢/钛吊架。
空客也于70年代中期开始了先进复合材料在其A300系列飞机上的应用研究，经过7年时间于1985年完成了A320全复合材料垂尾的研制，此后A300系列飞机的尾翼一级的部件均采用复合材料，将复合材料的用量迅速推进到了15%左右。已于2005年初下线并首飞的A380超大型客机，其复合材料用量达25%，主要应用部位包括中央翼、外翼、垂尾、平尾、机身地板梁和后承压框等，开创了先进复合材料在大型客机上大规模应用的先河。 上面的图为空客大型民机结构用复合材料的进程。 3.复合材料在我国飞机制造的应用 我国于上世纪 70 年代已开展军机用先进复合材料的研究。“六五”期间作为预研项目研制了两个机型的复合材料垂尾，1985 年开始研制某型机带整体油箱的复合材料机翼，90 年代初研制了某型机复合材料垂尾和前机身，此后多种机型均正式采用了复合材料，其复合材料用量接近10％。 虽然我国在航空和汽车领域中，对于复合材料已经有了一定的了解和应用，但是复合材料的开发和投用在我国仍是一个重大的难点，我国航天事业起步慢，也没有核心技术的支持，但是我相信，在长期的努力之下，我们国家一定会拥有自己的复合材料的技术，并用于飞机，汽车等的制造中。
三．飞机结构复合材料在将来的发展及前景 人们以前一直担心树脂基复合材料结构的使用寿命问题，30多年来的应用发展历史证明了先进复合材料具有优异的使用性能，使用寿命不成问题，这也是目前飞机结构复合材料用量大幅提高的基础和前提。自20世纪70年代先进复合材料进入飞机结构以来，各种飞机从未因大量使用复合材料引发飞行事故，这无疑为复合材料的应用增加了信心和安全置信度。最早的装机件历经30余年的使用，已到设计的使用寿命，最近的检测结果表明，空中使用和地面验证情况相符，疲劳和使用环境未造成剩余强度下降，仍可承受既定的设计载荷，绝大多数制件至今仍处于良好状态。曾以为树脂基复合材料的老化可能是影响使用的严重问题，国外的大量使用经验证明，老化不成问题，性能衰退未超过使用要求。同时使用经验还表明，复合材料随飞机结构成功地经受了疲劳与温度、吸湿及腐蚀等环境的考验，有些问题并不像当初预计的那样严重。 实践还使人们认识到复合材料越是用于主结构问题越少，使用性能可能更好。如复合材料薄板，特别是薄的蜂窝结构面板常出现冲击损伤容限等问题，但主结构板厚增加，如A380中央翼盒处板厚可达45mm，损伤阻抗能力提高，损伤容限已不成问题。当板厚超过8mm损伤容限问题会急剧下降，厚板的吸湿、温度传导等问题均会下降，机体结构内部的框、梁、肋用复合材料冲击、吸湿、耐温等敏感问题也会相应下降，因此材料许用值和结构设计值可适当放宽。国内20余年的飞机结构用复合材料结果也表明复合材料确是一种使用性能优异的新材料。 如今复合材料在四大机种上的大量应用，已形成目前世界航空领域再度起飞的发展新态势，事实雄辩地证明复合材料是实现飞机现代化的必由之路，飞机结构复合材料化也是大势所趋。未来飞机特别是军机为了进一步达到结构减重与降低综合成本，复合材料将不断取代其他材料，用量继续增长。美国一报告中指出：到2020年，只有复合材料才有潜力使飞机获得20%～25%的性能提升，复合材料将成为飞机的基本材料，用量将达到65％。 2000年统计，铝，钢，钛，复合材料各占飞机部件材料的65%,15%,5%,15%。铝占的比重仍然是最大的，而预计将来，复合材料降占主导位置。下图为现在与将来预计飞机用材料比例图。
飞机结构用复合材料的发展趋势概括起来可归纳为以下几个方向： （1）高性能化。高性能化趋势从材料角度主要体现在三个方面，一是提高力学性能，二是提高耐热性能，三是提高耐服役环境性能。 （2）多功能化。同一结构实现多种功能是复合材料的优势之一，如承力/吸波，承力/吸波/减振、降噪一体化是飞机结构用复合材料的一个重要发展方向。要实现多功能化，设计是首位，材料是根本，工艺是保证。 （3）智能化。智能化对提高结构效率和可靠性具有重要作用，是飞机结构设计越来越重视的方向。开发飞机结构用复合材料自感知、自诊断、自适应智能化技术，可以实现复合材料飞机结构噪声抑制、振动控制、主动变形、健康监测。 （4）低成本化。这是一个永恒的主题。成本过高仍是制约飞机结构大量应用复合材料的主要障碍，因此低成本化仍为复合材料发展中急需解决的关键技术。低成本化重点考虑制造技术低成本化、设计方法低成本化、全寿命低成本化。 （5）制造过程数字化。有利于减少试验量，缩短研制周期，降低废品率及提高生产效率。应发展复合材料制造过程模拟与工艺参数优化技术，实现复合材料制造过程数字化与飞机结构设计数字化趋向相适应。 （6）设计制造一体化。在设计阶段就考虑制造与装配中的问题，可加快产品研制进度，提高质量，有效降低成本。采用全新的设计理念和手段，将设计和制造融为一体，是复合材料发展的又一个重要趋势。
四．我国复合材料的研究与开发 1．碳纤维 多年来在碳纤维技术方面我国未能突破其关键技术，研究进展缓慢，与国外的差距越来越大，产量远远不能满足国内的需求，导致至今碳纤维95 % 以上依赖进口，并深陷受制于人的局面。特别是随着A380、B787等几大机种上复合材料用量的剧增，碳纤维严重短缺，引发危机，对我国飞机结构用先进复合材料的发展影响甚大。 碳纤维生产技术难度很大，特别是原丝技术难度大，没有好的原丝就碳化不出优质的碳纤维，成为我国碳纤维产业的瓶颈。近几年，国家有关部门对国产碳纤维的发展也很重视，有多个计划给予支持，有些企业自行投资也在研发碳纤维，并取得良好的前期效果。因此，可望在十一五、十二五期间我国碳纤维有新的较大发展，这对促进我国飞机结构大量用复合具有深远的意义。 2．新型树脂体系 先进复合材料用树脂体系仍然需要足够的重视，我国目前性能优异、工艺性优良的真正能够用于飞机结构复合材料树脂体系还不多，有待于新品种的开发，特别是相匹配的固化剂体系研制，如低温固化中温使用、中温固化高温使用的树脂体系等。
