由于復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、較高的比強(qiáng)度、比模量、較好的延展性、抗腐蝕、導(dǎo)熱、隔熱、隔音、減振、耐高（低）溫、耐燒蝕、透電磁波, 吸波隱蔽性、可設(shè)計(jì)性、制備的靈活性和易加工性等特點(diǎn)，所以是制造飛機(jī)、火箭、航天飛行器等軍事武器的理想材料。

自從先進(jìn)復(fù)合材料投入航空航天應(yīng)用以來，有三件值得一提的成果。第一件是美國(guó)全部用碳纖維復(fù)合材料制成一架八座商用飛機(jī)-里爾2100號(hào)并試飛成功；第二件是采用大量先進(jìn)復(fù)合材料制成的哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)，這架航天飛機(jī)用碳纖維/環(huán)氧樹脂制作長(zhǎng)18.2m、寬4.6m的主貨艙門，用凱芙拉纖維/環(huán)氧樹脂制造各種壓力容器。在這架代表近代最尖端技術(shù)成果的航天飛機(jī)上使用了樹脂、金屬和陶瓷基復(fù)合材料；第三件是使用了先進(jìn)復(fù)合材料作為主承力結(jié)構(gòu)，制造了可載80人的波音-767大型客運(yùn)飛機(jī)，不僅減輕了重量，還提高了飛機(jī)的各種飛行性能。

復(fù)合材料在這幾個(gè)飛行器上的成功應(yīng)用，表明了復(fù)合材料的良好性能和技術(shù)的成熟，對(duì)于復(fù)合材料在重要工程結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用是一個(gè)極大的推動(dòng)。

圖1 龐巴迪里爾45XR商務(wù)飛機(jī)

圖2 哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)（右上角為失事現(xiàn)場(chǎng)圖片）

圖3 波音767

航空領(lǐng)域

固定翼飛機(jī)，直升機(jī)，特種飛行器

先進(jìn)復(fù)合材料用于加工主承力結(jié)構(gòu)和次承力結(jié)構(gòu)、其剛度和強(qiáng)度性能相當(dāng)或超過鋁合金的復(fù)合材料。目前被大量地應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)制造上和小型無人機(jī)整體結(jié)構(gòu)制造上。

飛機(jī)用復(fù)合材料經(jīng)過近40年的發(fā)展，已經(jīng)從最初的非承力構(gòu)件發(fā)展到應(yīng)用于次承力和主承力構(gòu)件，可獲得減輕質(zhì)量（20-30）% 的顯著效果。目前已進(jìn)入成熟應(yīng)用期，對(duì)提高飛機(jī)技戰(zhàn)術(shù)水平、可靠性、耐久性和維護(hù)性已無可置疑，其設(shè)計(jì)、制造和使用經(jīng)驗(yàn)已日趨豐富。迄今為止戰(zhàn)斗機(jī)使用的復(fù)合材料占所用材料總量的30%左右，新一代戰(zhàn)斗機(jī)將達(dá)到40%；直升機(jī)和小型飛機(jī)復(fù)合材料用量將達(dá)到（70-80）%左右, 甚至出現(xiàn)全復(fù)合材料飛機(jī)。“科曼奇”直升機(jī)的機(jī)身有70% 是由復(fù)合材料制成的，但仍計(jì)劃通過減輕機(jī)身前下部質(zhì)量以及將復(fù)合材料擴(kuò)大到配件和軸承中，以使飛機(jī)再減輕15%的質(zhì)量。“阿帕奇”為了減輕質(zhì)量，將采用復(fù)合材料代替金屬機(jī)身。

近10年來，國(guó)內(nèi)飛機(jī)上也較多的使用了復(fù)合材料。例如由國(guó)內(nèi)3家科研單位合作開發(fā)研制的某殲擊機(jī)復(fù)合材料垂尾壁板，比原鋁合金結(jié)構(gòu)輕21kg，減重30%。北京航空制造工程研究所研制并生產(chǎn)的QY8911/HT3。雙馬來酰亞胺單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料已用于飛機(jī)前機(jī)身段、垂直尾翼安定面、機(jī)翼、阻力板、整流壁板等構(gòu)件。由北京航空材料研究院研制的PEEK/AS4C熱塑性樹脂單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗斷裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲勞性能，適合制造飛機(jī)主承力構(gòu)件，可在120℃下長(zhǎng)期工作，已用于飛機(jī)起落架艙護(hù)板前蒙皮。

據(jù)波音公司估算,噴氣客機(jī)質(zhì)量每減輕1kg,飛機(jī)在整個(gè)使用期限內(nèi)即可節(jié)省2200美元。

1 固定翼飛機(jī)

1）國(guó)外

國(guó)外大飛機(jī)復(fù)合材料使用情況可以通過以下圖片展示出來：

圖4-7 國(guó)外大型飛機(jī)復(fù)合材料使用情況

輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)（Light sport aircraft，LSA）是美國(guó)FAA于2004年提出的一種飛機(jī)分類名稱。這類飛機(jī)最大起飛重量不超過600 kg（水上起降的飛機(jī)，最大起飛重量不超過650kg），最大平飛速度不超過222 km/h，失速速度不超過83 km/h，與傳統(tǒng)的通用飛機(jī)失速不相上下，但耗油量減半，性能優(yōu)于傳統(tǒng)的通用飛機(jī)。單座或者雙座，固定起落架，使用不可變槳矩，或只能地面調(diào)整槳矩的螺旋槳，動(dòng)力裝置限定為一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，或活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)對(duì)于維修方面的限制很少，可以由傳統(tǒng)的飛機(jī)維修技術(shù)人員來維修和檢查，可以由有修理輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)資格的個(gè)人來維修，有些情況下也可以由飛行員或者所有者來檢查和維修。

與客機(jī)和軍用飛機(jī)相比，輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)的尺寸比較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用環(huán)境溫和，適航標(biāo)準(zhǔn)也更寬松，所以復(fù)合材料在輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)上的應(yīng)用所受到的限制很小，并且制造成本更低。輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)一般復(fù)合材料用量超過70%，屬于全復(fù)合材料飛機(jī)。復(fù)合材料具有重量輕、高強(qiáng)度、高模量、結(jié)構(gòu)功能一體化和設(shè)計(jì)制造一體化、易于成大型制品等優(yōu)點(diǎn)，采用復(fù)合材料的部件可在滿足同樣強(qiáng)度要求的情況下，比金屬材料的部件更輕。

美國(guó)研制的Lear Fan2100型飛機(jī)，是世界上第一架以先進(jìn)復(fù)合材料為主的全復(fù)合材料飛機(jī)，主要以CFRP和KFRP為主，結(jié)構(gòu)減重達(dá)40%。中、法、新合作研制的輕型直升機(jī)EC120，除旋翼槳葉外，機(jī)身、垂尾、尾梁、水平安定面等多處結(jié)構(gòu)也都用了復(fù)合材料。美國(guó)AASI公司研制的JETCRUZER500型6座公務(wù)機(jī)，其整個(gè)機(jī)身有碳/環(huán)氧復(fù)合材料制成。

輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)市場(chǎng)很大，相關(guān)的制造商和機(jī)型也很多，目前該領(lǐng)域主要集中在歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家，知名的制造公司有美國(guó)塞斯納飛機(jī)公司、西瑞設(shè)計(jì)公司（已被中航通飛收購(gòu)）、奧地利鉆石飛機(jī)公司、德國(guó)飛行設(shè)計(jì)公司等。

其中德國(guó)飛行設(shè)計(jì)公司（Flight Design GmbH）是全球領(lǐng)先的、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)輕型運(yùn)動(dòng)類飛機(jī)的專業(yè)廠家，所開發(fā)的CT系列輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)基本均采用碳纖維復(fù)合材料機(jī)身。德國(guó)Remos飛機(jī)公司的生產(chǎn)的Remos飛機(jī)大部分是碳纖維復(fù)合材料，機(jī)翼是全碳纖維制造，重量輕，線條圓滑。該機(jī)型可能是目前為止制造工藝最先進(jìn)的輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)機(jī)型。奧地利鉆石飛機(jī)公司DA42“雙子星”飛機(jī)機(jī)翼等主要部件均采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。