【簡(jiǎn)介：】為了提高軍用飛機(jī)性能，美國(guó)空軍材料研究所早在20世紀(jì)50年代中期就開(kāi)始尋求比已經(jīng)采用的鋁合金、鈦合金等金屬材料的比強(qiáng)度、比剛度更大的材料。為此，研究開(kāi)發(fā)了先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合

為了提高軍用飛機(jī)性能，美國(guó)空軍材料研究所早在20世紀(jì)50年代中期就開(kāi)始尋求比已經(jīng)采用的鋁合金、鈦合金等金屬材料的比強(qiáng)度、比剛度更大的材料。為此，研究開(kāi)發(fā)了先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料、鋁鋰合金等輕質(zhì)高性能材料。先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料在航空、航天飛行器結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用獲得了成功，現(xiàn)已成為與鋁合金、鈦合金、鋼并駕齊驅(qū)的四大結(jié)構(gòu)材料之一。先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)成為飛機(jī)先進(jìn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。

復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)高結(jié)構(gòu)效率和改善飛機(jī)氣動(dòng)彈性與隱身等綜合性能為目的的高新技術(shù)。先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料的應(yīng)用，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、小型化和高性能化起著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用效果，在高性能戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身、超聲速巡航、過(guò)失速飛行控制，前掠翼飛機(jī)先進(jìn)氣動(dòng)布局的實(shí)際應(yīng)用，艦載攻擊/戰(zhàn)斗機(jī)耐腐蝕性改善和輕質(zhì)化，直升機(jī)長(zhǎng)壽命和輕質(zhì)與隱身化等諸多方面得到了展現(xiàn)。復(fù)合材料技術(shù)已成為影響飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

美國(guó)空軍F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料做成骨架和外面的蒙皮，沒(méi)有金屬表面，也沒(méi)有金屬鉚釘反射雷達(dá)波；美國(guó)1989年首飛的隱身轟炸機(jī)B-2，復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)用量的50%；F-22基本構(gòu)型沒(méi)有采用特殊的外形隱身措施，沒(méi)有過(guò)多犧牲機(jī)動(dòng)性，而它傳奇般的隱身性能主要是通過(guò)復(fù)合材料和隱身涂料完成的。而F-35中應(yīng)用復(fù)合材料已占到結(jié)構(gòu)質(zhì)量的30%～35%；“旅游者號(hào)”（Voyager）全復(fù)合材料飛機(jī)于1986年創(chuàng)下了不加油、不著陸連續(xù)環(huán)球飛行9天，航程40 252千米的世界紀(jì)錄，其碳纖維結(jié)構(gòu)用量大于90%，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量只有453 千克，載油量3噸。

軍用飛機(jī)中復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的成功應(yīng)用，給民用飛機(jī)的材料選擇帶來(lái)了巨大的影響，波音、空客等干線客機(jī)中復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用比例也越來(lái)越高?？湛虯380是550座級(jí)超大型寬體客機(jī)，整機(jī)采用了較多的復(fù)合材料（23%），大大減輕了飛機(jī)重量，減少了油耗和排放，降低了營(yíng)運(yùn)成本。波音787“夢(mèng)想”飛機(jī)則是200座～300座級(jí)飛機(jī)，航程隨具體型號(hào)不同可覆蓋6 500～16 000千米。它使用碳纖維、有機(jī)纖維、玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂以及各種混雜纖維的復(fù)合材料制造了機(jī)翼前緣、壓力容器、引擎罩等構(gòu)件，不僅使結(jié)構(gòu)重量減輕，還提高了飛機(jī)的各種飛行性能。波音787中復(fù)合材料的用量達(dá)50%，這可使其比目前同類飛機(jī)節(jié)省20%的燃油消耗?？湛凸居捎谑艿讲ㄒ艄緩?fù)合材料高用量的威脅，計(jì)劃在A350飛機(jī)上將復(fù)合材料的用量再次提高到53%，以形成與波音787飛機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)。而倍受國(guó)人關(guān)注的國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919復(fù)合材料的用量也將達(dá)到 20%以上。復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用經(jīng)歷了從次承力構(gòu)件—尾翼主承力構(gòu)件—機(jī)翼—機(jī)身主承力構(gòu)件的發(fā)展，已成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要材料。