一代材料一代飞机

刘欣

古往今来，飞行的梦想始终流淌在人类的血脉深处，“嫦娥奔月”、“驭龙飞毯”的神话传说是古时人们对长空的期盼与遐想;“热气球”、“飞艇”是先驱者们矢志不渝、逐梦苍穹的试炼。1903年，

“飞行者一号”横空出世，开启了“一代材料，一代飞机”的跨越式发展纪元。木布、全金属、复合材料……航空材料的应用、演进，随飞行梦想启航，伴飞机迭代革新，见证着人类航空事业的不朽征程。

长空筑梦.木布飞机早期探索

19世纪末前，飞艇长居先导地位，人类对飞行器的探索难以冲破“轻于空气、可控动力飞行”的壁垒。1903年12月17日，莱特兄弟驾驶“飞行者一号”试飞成功，赋予了人类可控动力飞行梦想的现实意义。早期的飞机以木条、木三夹板为架构，以涂抹清漆的亚麻布为翼面，勇敢的先驱者们搏命试驾，次次探索、革新使飞机的气动外形和内部结构更趋合理与完善。20世纪20年代之前，木布结构一直是飞机结构的主流。

战争催化，全金属飞机迅猛发展

一战时期，飞机的军事属性显露雏形，交战各方为夺取空中优势而鏖战，一种种飞机被发明，又快速被超越、迭代，飞机机体结构技术和动力技术飞速发展。

随着飞机性能的不断提升，木布材料强度、刚度不足，易燃易腐蚀的“先天不足”被无限放大，机体金属部件的使用比重迅速提高。

1906年法国率先发明了可以时效强化的杜拉铝，飞机对新航空材料的渴求得以破局，全金属承力蒙皮结构形式兴起。二戰爆发，全金属飞机代系迅猛发展，铝合金、镁合金等材料逐步运用于机体，催生的高速远程轰炸机改变了现代战争的面貌，刺激了全航空产业的极速革新。

突破热障，钛合金材料发力

战争的风暴推动航空科技发展驶入快车道，20世纪50年代末，冲破音障瓶颈的飞机技术遭逢热障的掣肘，耐疲劳、耐腐蚀、耐高温的新型航空材料——钛合金先导发力。20世纪60年代全钛结构的侦查机SR-71成功突破热障，但全机钛合金结构并不是普适的最佳解决方案。迫于有限的钛储量、繁复的加工工艺、高昂的制造成本，飞机对钛合金的应用仅局限在发动机和暴露于高温的机身部位。

早年各国发明各式飞机所凭借的创造力，如今正被用来研发超轻型结构材料和替代能源动力系统，更轻便、高性能航空材料的研制已是航空大国博弈的焦点。

科技引领，复合材料应运而生

材料科学的发展突破为航空科技注入了新动能，20世纪70年代起，新一代航空材料——复合材料（以下简称复材）应运而生，以高强度、高模量、低比重的碳纤维为首的高性能航空复材极速创新，现代飞机制造技术斩获强力推进器。

从受力、制件尺寸较小的舱门、襟副翼等部件到垂尾、平尾等尾翼级构件，直至机翼、机身等主承力结构，航空复材的应用踏入跨越式发展进程，并开始引领现代飞机制造技术走向新纪元。

伟大时代凝聚坚定力量，坚定力量焕发人类飞行梦想的时代活力。“至轻、至快、至强”的飞机夙愿驱动着航空复材的革新演进，指引着人类逐梦长空的不朽征程。

蓄力升级，国内复材发展日新月异

20世纪50年代起，新中国的航空工业浴火崛起、迅速壮大，国内航空材料响应机型的迭代，演绎出自引进、仿制、改进、改型至自主研制的奋进华章。60年代，国内有关机体结构的复材研制提上日程;70年代中期，复材战斗机进气道壁板成功问世;1985年，合有复材垂尾的战斗机成功首飞;1995年，带有整体油箱的复材机翼成功研制;2000年，运7的复材垂尾通过适航审定;2018年CR929复材机身筒段总装下线……数十载砥砺奋进，航空复材全力助导我国军机战力突破升级、持续发力，并逐步在民机及发动机研发中崭露头角。

时至今日，国内以环氧、双马和聚酰亚胺为主的复材体系，以热熔预浸制造技术和热压罐成形技术为主的复材成型技术体系已然成型，蓄力跃进。新时代，传统材料大有可为、复合新材日新月异，为国产飞机走向国际赋能、助力，彰显出我国锐意进取、屿立东方的航空自信。

蓄力升级，国内复材发展日新月异