先進的復(fù)合材料自六十年代問世以來，由于其具有比強度高、比模量大、可設(shè)計性強、減震性、耐疲勞性、耐腐蝕性、過載時安全性好的優(yōu)點，迅速在航空航天領(lǐng)域被廣泛采用。本文介紹了復(fù)合材料的發(fā)展過程，在分析復(fù)合材料在飛機上使用狀況的基礎(chǔ)上，總結(jié)我國現(xiàn)階段復(fù)合材料應(yīng)用上存在的問題，并提出解決問題的方法。
1引言
　　戰(zhàn)斗機因高性能要求，需要綜合應(yīng)用各種高新技術(shù)。因為先進復(fù)合材料的崛起源于飛機結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化需求，而且復(fù)合材料飛機結(jié)構(gòu)要求高，性能要求全面，設(shè)計難度大，涵蓋面廣，要求進行綜合優(yōu)化，其設(shè)計技術(shù)代表了先進復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的方向。因此復(fù)合材料在戰(zhàn)斗機結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用代表了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的最先進水平。
　　2復(fù)合材料的應(yīng)用
　　復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用大致可分為三個階段：
　　第一階段是應(yīng)用于承載不大的簡單部件，如各類口蓋、舵面，阻力板、起落架艙門等。對這類部件，據(jù)統(tǒng)計可減重20%左右。
　　第二階段是應(yīng)用于承力大的結(jié)構(gòu)和主結(jié)構(gòu)上，如安定面、全動平尾、前機身段、機翼等。據(jù)統(tǒng)計可減重25%—30%。
　　第三階段是應(yīng)用于主承力和復(fù)雜受力結(jié)構(gòu)，如機身、中央翼盒等，據(jù)統(tǒng)計可減重25%—30%。
　　2.1符合材料在軍機上的應(yīng)用
　　先進復(fù)合材料具有比強度和比剛度高、性能可設(shè)計和易于整體成型等許多優(yōu)異特性，將其用于飛機結(jié)構(gòu)上可比常規(guī)的金屬結(jié)構(gòu)減輕飛機重量，并可明顯改善氣動彈性特征，提高飛機性能。這是其他材料無法或難以達到的。先進復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用還可進一步推進隱身和智能結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展。因此，先進復(fù)合材料在飛機上應(yīng)用的部位和用量的多少已成為衡量飛機結(jié)構(gòu)先進性的重要指標之一。
　　直升機上復(fù)合材料的用量已達到結(jié)構(gòu)質(zhì)量的60%—80%，如美國的武裝直升機RAH-66，其復(fù)合材料用量達到結(jié)構(gòu)質(zhì)量的50%以上，美國的垂直起降，傾轉(zhuǎn)旋翼后又可高速巡航的V-22“魚鷹”幾乎是一個全復(fù)合材料直升機。
　　2.2復(fù)合材料在民機上的應(yīng)用
　　從安全性和經(jīng)濟性考慮，復(fù)合材料在民機上的應(yīng)用滯后于軍用飛機。飛機的安全性是民用飛機設(shè)計準則的基礎(chǔ)，而市場競爭使飛機公司更為注重飛機的全壽命成本和性能效益。波音777和A340等飛機上的應(yīng)用情況代表了當今在民機結(jié)構(gòu)上復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的成熟程度和應(yīng)用水平?？梢灶A(yù)見，隨著軍用飛機應(yīng)用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗不斷積累和成熟，以及成本的降低，在下一代民機上肯定會進一步增加復(fù)合材料的應(yīng)用。
　　3我國復(fù)合材料的發(fā)展歷程
　　我國從20實際60年代末開始復(fù)合材料及其在飛機結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用研究。70年代中期研制成功了第一個復(fù)合材料飛機構(gòu)件--某殲擊機進氣道壁板。80年代基本實現(xiàn)了復(fù)合材料的應(yīng)用從次承力結(jié)構(gòu)到主承力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，復(fù)合材料的垂直平尾、水平尾翼、前機身等構(gòu)件已在多種型號上使用，可以小批量生產(chǎn)，并出版了由中國航空研究院編寫的?復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊?、?符合材料連接手冊?、?復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析指南?、?復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理指南?，填補了國內(nèi)在復(fù)合材料規(guī)范方面的空白【2】。標志著我國復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用已上了一個新臺階，航空先進符合材料在我國已進入實際應(yīng)用階段。
　　4我國復(fù)合材料現(xiàn)階段遇到的問題
　　4.1復(fù)合材料發(fā)展產(chǎn)業(yè)：有產(chǎn)能，無產(chǎn)量。
　　與發(fā)達國家相比，復(fù)合材料在我國軍事領(lǐng)域的使用量并不高。發(fā)達國家復(fù)合材料在部分軍機上的用量早已超過50%，而我國軍用戰(zhàn)斗機上最大用量尚不足10%；在民用方面美國的大型客機波音787上復(fù)合材料用量也超過50%【3】，而我國首架擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的支線客機ARJ使用的復(fù)合材料僅占飛機結(jié)構(gòu)總量的2%。我國的產(chǎn)能有了，但產(chǎn)量還不能滿足需求，高品質(zhì)、高性能的纖維復(fù)合材料還沒有過關(guān)。
　　4.2結(jié)構(gòu)效率與可靠性的矛盾。
　　在復(fù)合材料研究領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)難題中，材料結(jié)構(gòu)效率與可靠性的矛盾是最難解決的。復(fù)合材料的性能分散性和服役環(huán)境的不確定性是制約復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)工程化應(yīng)用最大的難題，也是復(fù)合材料的“軟肋”。
　　4.3基礎(chǔ)研究薄弱
　　基礎(chǔ)研究不足、關(guān)鍵技術(shù)未能實現(xiàn)突破，是復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展停滯不前的原因。基礎(chǔ)研究固有的投入高、風(fēng)險高、研究周期長的特點，是造成我國復(fù)合材料基礎(chǔ)研究薄弱、缺乏原創(chuàng)性技術(shù)的根本原因。
　　作為國務(wù)院《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中重點發(fā)展的三大新材料之一，復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化備受矚目。只要我們重視基礎(chǔ)研究，以基礎(chǔ)研究的發(fā)展作為先導(dǎo)，用政策推動基礎(chǔ)研究，堅持科研、生產(chǎn)和應(yīng)用的結(jié)合，相信一定能克服各種難題，促進我國復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
　　5結(jié)語
　　經(jīng)過近50年的發(fā)展，我國復(fù)合材料逐漸形成體系，部分已經(jīng)滿足了飛機、直升機的技術(shù)需求，但總體上與發(fā)達國家還有一定的差距。新的型號需求為先進復(fù)合材料提供了新的動力和機遇。因此，隨著材料技術(shù)的發(fā)展和飛行器的研制，先進復(fù)合材料在飛機、直升機中將得到越來越廣泛的應(yīng)用。