正文
1949
年），铝、钢结构；
第三阶段（
1950
～
1969
年），铝、钛、钢结构；
第四阶段（
1970
～
21
世纪初），铝、钛、钢、复合材料结构（以铝为主）；
第五阶段（
21
世纪初至今。）：复合材料、铝、钛、钢结构（以复合材料为主）。
使用碳纤维增强树脂基复合材料的飞机，在减轻飞机重量、减少燃油、减少维修成本和延长飞机使用寿命上有明显优势，而传统的铝合金材料则会随着时间推移被慢慢腐蚀，降低飞机安全性。采用
50%
复合材料的波音
B787
飞机维修费用在服役数年后依旧稳定，而传统的铝合金结构飞机
B767
飞机维修成本将大幅上升。波音公司指出，复合材料将成为“航空航天结构的未来”。
复合材料在航空领域的发展大致经历了次承力构件—尾翼级主承力构件—机翼—机身主承力构件四个阶段，逐渐由小型构件向大型核心构件，由军用向民用发展。在欧美，
20
世纪
60
年代是复合材料的研发阶段，
70
年代进入应用阶段，此后复合材料在飞机上的应用比例逐步提升。
（一）军用飞机
作为一项新兴的材料技术，复合材料首先在军用飞机上得到应用。
60
年代，玻璃纤维增强复合材料首先开始应用于飞机的整流罩、襟副翼中。此时，复合材料力学性能还相对较低，应用复合材料制造的飞机零部件尺寸小、受力水平小。
60
年代后期，硼纤维
/
环氧树脂复合材料开始应用于飞机结构上。例如，
F-14
于
1971
年开始将硼纤维增强环氧树脂复合材料应用在平尾上。
70
年代中期，诞生了以碳纤维为增强体的高性能复合材料，开启了复合材料在飞机上的大规模应用。具有卓越高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳性能的碳纤维增强复合材料非常适合航空装备需求。军机的垂尾、平尾等受力较大、尺寸较大的部件开始逐步使用碳纤维增强复合材料，如
F-15
、
F-16
、
Mig-29
、幻影
2000
、
F/A-18
等飞机的复合材料尾翼、垂尾。从
70
年代至今，国外军机尾翼已经全部采用复合材料。采用复合材料的平尾、垂尾一般占飞机全部结构重量的
5%-7%
。
在尾翼进入复合材料时代后，复合材料的应用开始向军机的机翼、机身等结构受力大、尺寸大的主要构件发展。
1976
年，麦道公司率先研制了
F/A-18
复合材料机翼，并于
1982
年正式进入服役，把复合材料用量提高到
13%
。此后各国所研制的军机的机翼也几乎全部采用了复合材料。例如美国的
AV-8B
、
B-2
、
F/A-22
、
F/A-18E/F
、
F-35
、法国的“阵风”、瑞典的
JAS-39
、欧洲四国联合研制的“台风”，俄罗斯的
S-37
等。
目前世界先进军机中复合材料用量占全机结构重量的
20%-50%
不等，主要应用复合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、机翼、中前机身等。如果复合材料占飞机总重量的
50%
左右，则全机绝大部分结构件由复合材料制成，如
B-2
隐形轰炸机。
（二）民用飞机
民用飞机更加考虑飞机的安全性和经济性，因此在复合材料的应用上比较谨慎。但随着复合材料技术的进步和制造成本的降低，
20
世纪
70
年代开始，民机也逐步开始使用复合材料部件。与军机类似，民机复合材料的部件也从小承力构件向主承力构件发展。
以美国为例，复合材料在民机的应用大概经历了
4
个过程。
第一个阶段，
20
世纪
70
年代中期，复合材料主要应用于受力较小的前缘、口盖、整流罩、扰流板等构件上。
第二个阶段，
20
世纪
80
年代中期，复合材料主要应用在受力较小的升降舵、襟副翼等构件。
第三个阶段，复合材料应用在受力较大的垂尾、平尾等构件上。例如波音
777
飞机的垂尾、平尾都采用了复合材料，复合材料占结构总重量的
11%
。
第四个阶段，复合材料在飞机最主要受力部件机翼、机身上得到应用。波音
787
梦想飞机的复合材料用量为
50%
，超过了铝、钢、钛等金属材料重量的总和。主要应用在机翼、机身、垂尾、平尾、机身地板梁、后承压框等部位，是第一个采用复合材料机翼和机身的大型商用客机。
在欧洲，空中客车公司也从
20
世纪
70
年代中期开始了碳纤维增强复合材料在
A300
系列飞机上的应用研究。
1985
年，完成了对
A320
飞机复合材料垂尾的研制，此后
A300
系列飞机尾翼一级的部件均采用了复合材料，并将复合材料用量迅速推进到
15%
，超过了波音公司。
空中客车
A380
飞机的复合材料用量在
