引言：

復(fù)合材料（Composite Materials）是由兩種或兩種以上不同性能、不同形態(tài)的材料，通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料。復(fù)合材料既能保持原材料的主要性能，又能通過復(fù)合效應(yīng)與協(xié)同效應(yīng)獲得單一原材料不具備的性能，克服單一材料的缺點(diǎn)，從而滿足各種不同的需求。

復(fù)合材料的用量已成為衡量軍用裝備先進(jìn)性的重要標(biāo)志。復(fù)合材料的興起豐富了現(xiàn)代材料家族。尤其是具備高強(qiáng)度、高模量、低比重碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的出現(xiàn)，使其成為各類軍民裝備重要的候選材料之一。美國國防部在2025年國防材料發(fā)展預(yù)測(cè)中提到，只有復(fù)合材料能夠?qū)?qiáng)度、模量和耐高溫的指標(biāo)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上同時(shí)提高25%以上。復(fù)合材料正成為航空以及國防裝備的關(guān)鍵材料。

國際先進(jìn)軍民用飛機(jī)中，復(fù)合材料用量持續(xù)增長(zhǎng)。主要應(yīng)用復(fù)合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、機(jī)翼、中前機(jī)身等。F-22戰(zhàn)機(jī)與空客A380飛機(jī)的復(fù)合材料用量在20%-25%之間，而波音B787與空客A350的復(fù)合材料用量將突破50%，超越鋁合金成為用量最大的材料。飛機(jī)正進(jìn)入復(fù)合材料時(shí)代。

一、復(fù)合材料概覽

（一）復(fù)合材料的定義

復(fù)合材料（Composite Materials）是由有機(jī)高分子、無機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料。它既能保留原有組分材料的主要特色，又通過材料設(shè)計(jì)使各組分的性能相互補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的優(yōu)越性能，與一般材料的簡(jiǎn)單混合有本質(zhì)的區(qū)別。

復(fù)合材料包含基體（matrix）和增強(qiáng)材料（reinforcement）兩個(gè)部分?；w材料主要起到包裹、支撐和保護(hù)增強(qiáng)材料的作用；增強(qiáng)材料是復(fù)合材料的關(guān)鍵，分布在基體材料中起到提高增強(qiáng)基體材料性能的作用，如提高強(qiáng)度、韌度及耐熱性等，增強(qiáng)材料與基體間存在明顯界面。

復(fù)合材料的用量已成為衡量軍用裝備先進(jìn)性的重要標(biāo)志。復(fù)合材料的興起豐富了現(xiàn)代材料家族。具備高強(qiáng)度、高模量、低比重的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已成為各類軍民裝備重要的候選材料之一。美國國防部在2025年國防材料發(fā)展預(yù)測(cè)中提到，只有復(fù)合材料能夠?qū)⒛透邷亍⒏邚?qiáng)度、高模量的指標(biāo)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上同時(shí)提高25%以上。復(fù)合材料正成為各類航空以及國防裝備的關(guān)鍵材料。復(fù)合材料在應(yīng)用中的占比持續(xù)提升，形成了金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料和復(fù)合材料四分天下的局面。

（二）復(fù)合材料的分類

復(fù)合材料可以根據(jù)基體材料類別、增強(qiáng)材料形態(tài)、復(fù)合材料功能的不同來進(jìn)行分類。

1）按基體材料類別，復(fù)合材料可分為金屬基、有機(jī)非金屬基與無機(jī)非金屬基，如樹脂基、鋁基、鈦基復(fù)合材料等；

2）按增強(qiáng)材料形態(tài)，復(fù)合材料可分為纖維增強(qiáng)、顆粒增強(qiáng)、短纖維增強(qiáng)、片狀增強(qiáng)等，如納米碳管、碳纖維復(fù)合材料等；

3）按材料功能，復(fù)合材料可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、功能復(fù)合材料及智能復(fù)合材料，如導(dǎo)電復(fù)合材料、光導(dǎo)纖維、形狀記憶合金等。

在復(fù)合材料中，結(jié)構(gòu)性樹脂復(fù)合材料的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值有著重要意義。因此，對(duì)樹脂基復(fù)合材料的研究和應(yīng)用一直是各國研究應(yīng)用的重點(diǎn)。而在軍事裝備，尤其是航空裝備中，連續(xù)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用價(jià)值。

（三）復(fù)合材料的特點(diǎn)

各向異性和材料可設(shè)計(jì)性。這是復(fù)合材料最大的特點(diǎn)。復(fù)合材料的性能取決于基體、增強(qiáng)體和其含量、鋪設(shè)方式。復(fù)合材料的力學(xué)性能及熱、光、防腐、抗老化等性能都可以按照使用要求和環(huán)境條件，通過組分材料的選擇和匹配以及界面控制等手段，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，用最少的材料滿足設(shè)計(jì)要求，有效發(fā)揮材料作用。

整體成型。復(fù)合材料的構(gòu)件與材料是同時(shí)形成的，具有復(fù)合材料的組分材料在復(fù)合的同時(shí)也形成了結(jié)構(gòu)，一般不再對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行加工。因此復(fù)合材料的整體性好，大幅度減少零部件和連接件數(shù)量，降低成本、縮短加工周期、提高可靠性。

比強(qiáng)度、比模量高。飛機(jī)結(jié)構(gòu)上主要使用的復(fù)合材料以碳纖維樹脂基復(fù)合材料為主，它具有高的比強(qiáng)度和比模量。比強(qiáng)度和比模量是材料強(qiáng)度和彈性模量與密度的比值，比強(qiáng)度和比模量是真正體現(xiàn)材料性能優(yōu)劣的參數(shù)，意味著較少的材料能承受更高的載荷。先進(jìn)的復(fù)合材料比強(qiáng)度可以高出鋁合金6-10倍，比模量高出4倍，先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用能大幅降低飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量。

二、復(fù)合材料在航空國防領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用

復(fù)合材料的發(fā)展對(duì)航空裝備的發(fā)展有著重要意義。飛機(jī)性能一半取決于設(shè)計(jì)，另一半取決于材料。材料的優(yōu)劣對(duì)速度、高度、航程、機(jī)動(dòng)性、隱身性、服役壽命、安全可靠性、可維修性等性能起無可置疑的重大影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)減重中有70%是由航空材料技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)的。飛機(jī)機(jī)體的材料結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，復(fù)合材料的廣泛使用使其正在邁入第五階段。這五個(gè)階段為：

第一階段（1903～1919年），木、布結(jié)構(gòu)；

第二階段（1920～1949年），鋁、鋼結(jié)構(gòu)；

第三階段（1950～1969年），鋁、鈦、鋼結(jié)構(gòu)；

第四階段（1970～21世紀(jì)初），鋁、鈦、鋼、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（以鋁為主）；

第五階段（21世紀(jì)初至今。）：復(fù)合材料、鋁、鈦、鋼結(jié)構(gòu)（以復(fù)合材料為主）。

使用碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的飛機(jī)，在減輕飛機(jī)重量、減少燃油、減少維修成本和延長(zhǎng)飛機(jī)使用壽命上有明顯優(yōu)勢(shì)，而傳統(tǒng)的鋁合金材料則會(huì)隨著時(shí)間推移被慢慢腐蝕，降低飛機(jī)安全性。采用50%復(fù)合材料的波音B787飛機(jī)維修費(fèi)用在服役數(shù)年后依舊穩(wěn)定，而傳統(tǒng)的鋁合金結(jié)構(gòu)飛機(jī)B767飛機(jī)維修成本將大幅上升。波音公司指出，復(fù)合材料將成為“航空航天結(jié)構(gòu)的未來”。

復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的發(fā)展大致經(jīng)歷了次承力構(gòu)件—尾翼級(jí)主承力構(gòu)件—機(jī)翼—機(jī)身主承力構(gòu)件四個(gè)階段，逐漸由小型構(gòu)件向大型核心構(gòu)件，由軍用向民用發(fā)展。在歐美，20世紀(jì)60年代是復(fù)合材料的研發(fā)階段，70年代進(jìn)入應(yīng)用階段，此后復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用比例逐步提升。

（一）軍用飛機(jī)

作為一項(xiàng)新興的材料技術(shù)，復(fù)合材料首先在軍用飛機(jī)上得到應(yīng)用。

60年代，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料首先開始應(yīng)用于飛機(jī)的整流罩、襟副翼中。此時(shí)，復(fù)合材料力學(xué)性能還相對(duì)較低，應(yīng)用復(fù)合材料制造的飛機(jī)零部件尺寸小、受力水平小。

60年代后期，硼纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料開始應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)上。例如，F(xiàn)-14于1971年開始將硼纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料應(yīng)用在平尾上。

70年代中期，誕生了以碳纖維為增強(qiáng)體的高性能復(fù)合材料，開啟了復(fù)合材料在飛機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用。具有卓越高比強(qiáng)度、高比模量、耐腐蝕、耐疲勞性能的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料非常適合航空裝備需求。軍機(jī)的垂尾、平尾等受力較大、尺寸較大的部件開始逐步使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，如F-15、F-16、Mig-29、幻影2000、F/A-18等飛機(jī)的復(fù)合材料尾翼、垂尾。從70年代至今，國外軍機(jī)尾翼已經(jīng)全部采用復(fù)合材料。采用復(fù)合材料的平尾、垂尾一般占飛機(jī)全部結(jié)構(gòu)重量的5%-7%。

在尾翼進(jìn)入復(fù)合材料時(shí)代后，復(fù)合材料的應(yīng)用開始向軍機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等結(jié)構(gòu)受力大、尺寸大的主要構(gòu)件發(fā)展。1976年，麥道公司率先研制了F/A-18復(fù)合材料機(jī)翼，并于1982年正式進(jìn)入服役，把復(fù)合材料用量提高到13%。此后各國所研制的軍機(jī)的機(jī)翼也幾乎全部采用了復(fù)合材料。例如美國的AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、法國的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS-39、歐洲四國聯(lián)合研制的“臺(tái)風(fēng)”，俄羅斯的S-37等。

目前世界先進(jìn)軍機(jī)中復(fù)合材料用量占全機(jī)結(jié)構(gòu)重量的20%-50%不等，主要應(yīng)用復(fù)合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、機(jī)翼、中前機(jī)身等。如果復(fù)合材料占飛機(jī)總重量的50%左右，則全機(jī)絕大部分結(jié)構(gòu)件由復(fù)合材料制成，如B-2隱形轟炸機(jī)。

（二）民用飛機(jī)

民用飛機(jī)更加考慮飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，因此在復(fù)合材料的應(yīng)用上比較謹(jǐn)慎。但隨著復(fù)合材料技術(shù)的進(jìn)步和制造成本的降低，20世紀(jì)70年代開始，民機(jī)也逐步開始使用復(fù)合材料部件。與軍機(jī)類似，民機(jī)復(fù)合材料的部件也從小承力構(gòu)件向主承力構(gòu)件發(fā)展。

以美國為例，復(fù)合材料在民機(jī)的應(yīng)用大概經(jīng)歷了4個(gè)過程。

第一個(gè)階段，20世紀(jì)70年代中期，復(fù)合材料主要應(yīng)用于受力較小的前緣、口蓋、整流罩、擾流板等構(gòu)件上。

第二個(gè)階段，20世紀(jì)80年代中期，復(fù)合材料主要應(yīng)用在受力較小的升降舵、襟副翼等構(gòu)件。

第三個(gè)階段，復(fù)合材料應(yīng)用在受力較大的垂尾、平尾等構(gòu)件上。例如波音777飛機(jī)的垂尾、平尾都采用了復(fù)合材料，復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)總重量的11%。

第四個(gè)階段，復(fù)合材料在飛機(jī)最主要受力部件機(jī)翼、機(jī)身上得到應(yīng)用。波音787夢(mèng)想飛機(jī)的復(fù)合材料用量為50%，超過了鋁、鋼、鈦等金屬材料重量的總和。主要應(yīng)用在機(jī)翼、機(jī)身、垂尾、平尾、機(jī)身地板梁、后承壓框等部位，是第一個(gè)采用復(fù)合材料機(jī)翼和機(jī)身的大型商用客機(jī)。

在歐洲，空中客車公司也從20世紀(jì)70年代中期開始了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在A300系列飛機(jī)上的應(yīng)用研究。1985年，完成了對(duì)A320飛機(jī)復(fù)合材料垂尾的研制，此后A300系列飛機(jī)尾翼一級(jí)的部件均采用了復(fù)合材料，并將復(fù)合材料用量迅速推進(jìn)到15%，超過了波音公司。

空中客車A380飛機(jī)的復(fù)合材料用量在25%左右，主要應(yīng)用在中央翼、外翼、垂尾、平尾、機(jī)身地板梁和后承壓框等部位。并采用了大量的先進(jìn)復(fù)合材料，比如全球最大樹脂膜浸滲成型的機(jī)身后承壓框，應(yīng)用玻璃纖維增強(qiáng)鋁合金材料（Glare）的機(jī)身上壁板等等。

空客新一代飛機(jī)也將邁入以復(fù)合材料為主的時(shí)代?？湛偷腁400M大型運(yùn)輸機(jī)將采用35%-40%的復(fù)合材料，主要應(yīng)用區(qū)域包括機(jī)翼、垂尾、平尾和螺旋槳葉片等。2013年首飛的A350XWB則采用了52%的復(fù)合材料，超過了波音B787的50%。

（三）直升機(jī)

直升機(jī)對(duì)復(fù)合材料應(yīng)用非常顯著。軍用、民用和輕型直升機(jī)均大量應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料，的直升機(jī)復(fù)合材料用量已達(dá)到結(jié)構(gòu)重量的40%-60%。例如，美國武裝直升機(jī)科曼奇（RAH-66）的復(fù)合材料使用量為50%；歐洲NH-90直升機(jī)的復(fù)合材料使用量達(dá)到80%，接近全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

V-22旋翼飛機(jī)是一種新型的飛行結(jié)構(gòu)，可以垂直起降，傾旋轉(zhuǎn)翼后又能高速巡航，復(fù)合材料使用量為51%，包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等均為復(fù)合材料制成，也是一個(gè)全復(fù)合材料的飛機(jī)。

（四）無人機(jī)

軍用無人機(jī)對(duì)減重有著迫切的需求，因此復(fù)合材料大量應(yīng)用于無人機(jī)上。例如，美國X-45系列飛機(jī)的復(fù)合材料用量達(dá)90%以上；X-47系列飛機(jī)基本上為全復(fù)合材料飛機(jī)，“全球鷹”無人偵察機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)65%，其中機(jī)翼、尾翼、后機(jī)身、大型雷達(dá)罩等均由復(fù)合材料制成；歐洲的試驗(yàn)無人機(jī)“梭魚”、美國遠(yuǎn)程攻擊無人機(jī)“臭鼬”等的情況也基本如此。

（五）航空發(fā)動(dòng)機(jī)

復(fù)合材料的用量和占比也成為衡量航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)程度的一個(gè)度量。根據(jù)冷熱端工作溫度的不同，航空發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)采用了多種不同基體的復(fù)合材料進(jìn)行應(yīng)用。

樹脂基復(fù)合材料優(yōu)異的比強(qiáng)度和比模量性能對(duì)于高推比航空發(fā)動(dòng)機(jī)的減重、提高推進(jìn)效率、降低噪聲和排放以及降低成本等都具有重要意義，主要應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端部件上，工作溫度在150-200℃以下，例如渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片、導(dǎo)向葉片及其框架組件、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)鼻錐及整流裝置等。

在熱端部件上，由于高溫等特殊條件的要求，金屬基、陶瓷基及碳/碳復(fù)合材料有著重要應(yīng)用。

SiC長(zhǎng)纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料（Ti-MMC）具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫、抗疲勞性好和蠕變性能好的優(yōu)點(diǎn)，Ti-MMC葉環(huán)代替壓氣機(jī)盤可使零部件減重70%。未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和鏡子葉片、整體葉環(huán)、機(jī)匣和渦輪軸等都將采用金屬基復(fù)合材料進(jìn)行制造。陶瓷基復(fù)合材料一直是高溫材料研究的重點(diǎn)，精細(xì)陶瓷和氮化硅制造的發(fā)動(dòng)機(jī)部件可以在1371℃溫度下工作，性能甚至優(yōu)于高溫合金，但脆性問題目前仍然沒有解決。

碳/碳復(fù)合材料同樣具備低密度、高比強(qiáng)、高比模量、抗熱沖擊好等優(yōu)點(diǎn)，是目前在1650℃以上工作溫度下唯一備選材料，最高理論溫度達(dá)到2600℃，被認(rèn)為最有前途的高溫材料。

（六）其他國防軍工行業(yè)

復(fù)合材料高比強(qiáng)度、高比模量、可設(shè)計(jì)性的特點(diǎn)，使得復(fù)合材料在非航空國防工業(yè)中也有重要應(yīng)用。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有放熱、隔熱、耐高溫等特性，廣泛的應(yīng)用于航天工業(yè)上。例如，在防熱方面，高強(qiáng)度玻璃纖維樹脂基復(fù)合材料可以用作多管遠(yuǎn)程火箭彈和空空導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料和耐燒蝕隔熱材料，實(shí)現(xiàn)了噴管收斂段、擴(kuò)張段和尾翼架整體化，大大減輕了武器質(zhì)量，提高戰(zhàn)術(shù)性能。

在衛(wèi)星和航天器上，美國和歐洲的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量不到總質(zhì)量的10%，原因就是廣泛使用了先進(jìn)復(fù)合材料。目前，衛(wèi)星的微波通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和各種支撐結(jié)構(gòu)件基本上實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料化。

碳纖維復(fù)合材料在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上也得到了較好的應(yīng)用，“飛馬座”、德爾塔運(yùn)載火箭，“三叉戟”II、“侏儒”導(dǎo)彈型號(hào)均采用了復(fù)合材料的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。美國的戰(zhàn)略導(dǎo)彈MX導(dǎo)彈、俄羅斯戰(zhàn)略導(dǎo)彈“白楊”M導(dǎo)彈等均采用了先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)射筒。

艦船復(fù)合材料技術(shù)也有迅速的發(fā)展，已基本達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用水平，簡(jiǎn)化制造、降低成本成為當(dāng)前技術(shù)的重點(diǎn)。美國海軍裝備已經(jīng)大量應(yīng)用復(fù)合材料，例如“福特”號(hào)航母、“弗吉尼亞”級(jí)潛艇、DDG1000驅(qū)逐艦等。英國海軍的45型驅(qū)逐艦也安裝了夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的綜合桅桿，具有隱身、減少天線維護(hù)等有點(diǎn)；英國“機(jī)敏”級(jí)潛艇泵噴推進(jìn)器的導(dǎo)管也采用了纖維增強(qiáng)泡沫夾芯復(fù)合材料。

三、國外航空復(fù)合材料市場(chǎng)情況

全球復(fù)合材料市場(chǎng)正處于快速發(fā)展階段，全球總產(chǎn)量已超過1000萬噸，其中美國占據(jù)領(lǐng)先地位。JEC近期公布的數(shù)據(jù)顯示，美國是迄今全球復(fù)合材料滲透最快的市場(chǎng)，其生產(chǎn)的復(fù)合材料價(jià)值占全球復(fù)合材料價(jià)值的32%，產(chǎn)量占全球的28%。據(jù)JEC預(yù)計(jì)，未來5年內(nèi)美國復(fù)合材料工業(yè)將保持5%的年增長(zhǎng)率，主要由航空、車輛及建筑三大領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)。

在航空復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)位置，美國均擁有全球領(lǐng)先的代表性廠商：

歐洲復(fù)合材料市場(chǎng)由德國、英國、法國、西班牙及意大利共同主導(dǎo)，五個(gè)國家的復(fù)合材料產(chǎn)量占全歐洲總產(chǎn)量的三分之一以上。在研發(fā)方面，德國與英國擁有相對(duì)領(lǐng)先的研發(fā)力量，如英國的英國國家復(fù)合材料中心（NCC）及德國的航空航天研究試驗(yàn)院（DLR）等。

歐美國家復(fù)合材料市場(chǎng)轉(zhuǎn)為以下游的應(yīng)用型廠商為主，而復(fù)合材料的生產(chǎn)中心則向亞洲區(qū)國家轉(zhuǎn)移。有數(shù)據(jù)顯示，2010年以來歐美國家復(fù)合材料的產(chǎn)量正逐漸下降，取而代之的是亞洲國家產(chǎn)量的顯著上升，表明全球復(fù)合材料市場(chǎng)格局正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。

日本主導(dǎo)全球碳纖維市場(chǎng)。亞洲區(qū)國家中，日本的復(fù)合材料發(fā)展毫無疑問處于最領(lǐng)先的地位，研發(fā)型的單位主要有日本國立材料研究所、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)及機(jī)械技術(shù)研究所，生產(chǎn)型的廠商主要為東麗、帝人與三菱麗陽，并且這三家廠商占據(jù)了全世界近近80%的碳纖維及其復(fù)合材料市場(chǎng)份額，所生產(chǎn)的碳纖維在品種、工藝、產(chǎn)量及質(zhì)量上都屬全球領(lǐng)先，其中高模量高強(qiáng)度碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域中占據(jù)壟斷地位。在碳纖維復(fù)合材料進(jìn)入民航飛機(jī)領(lǐng)域之后，東麗與帝人先后與波音、空客兩大飛機(jī)制造公司達(dá)成合作，所生產(chǎn)的復(fù)合材料最終在A350上突破了50%的比例。

低成本化是復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的核心問題。歐洲航空復(fù)合材料工業(yè)提出，憑借目前的復(fù)合材料技術(shù)可以使飛機(jī)減重達(dá)20%以上，但其成本同時(shí)也將增加10%-30%。導(dǎo)致其成本居高不下的首要原因是相比航空金屬結(jié)構(gòu)件而言，航空復(fù)合材料制件的工業(yè)制造生產(chǎn)技術(shù)還相對(duì)落后。未來飛機(jī)復(fù)合材料發(fā)展的目標(biāo)將是提高自動(dòng)化技術(shù)及工藝成形技術(shù)，并達(dá)到減重至30%，成本下降至40%。想要擴(kuò)大復(fù)合材料在航空上的應(yīng)用，必須降低復(fù)合材料的成本。

四、國內(nèi)復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展及相關(guān)公司

（一）我國航空復(fù)合材料發(fā)展

中國從20世紀(jì)60年代開始進(jìn)行復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上應(yīng)用的研究，70年代中期研制成功了復(fù)合材料戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)氣道壁板，1985年帶有復(fù)合材料垂尾的戰(zhàn)斗機(jī)成功首飛，1995年成功研制帶有整體油箱的復(fù)合材料機(jī)翼。目前，國內(nèi)幾乎所有在役軍機(jī)均不同采用了復(fù)合材料部件。2000年運(yùn)7的復(fù)合材料垂尾通過適航審定，標(biāo)志著復(fù)合材料在民機(jī)上開始得到應(yīng)用。

目前國內(nèi)形成了以環(huán)氧、雙馬和聚酰亞胺為主要集體的復(fù)合材料體系，以熱熔預(yù)浸制造技術(shù)和熱壓罐成形技術(shù)為主的復(fù)合材料成型技術(shù)體系。我國航空樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能已經(jīng)初步滿足主承力結(jié)構(gòu)的要求，結(jié)構(gòu)——功能一體化工作尚在預(yù)研，低成本技術(shù)仍然比較薄弱。

航空樹脂基復(fù)合材料在現(xiàn)役飛機(jī)上的應(yīng)用包括前機(jī)身、垂尾、平尾、副翼、方向舵、鴨翼、腹鰭、機(jī)翼隔板、各種口蓋等。在直升機(jī)上的應(yīng)用主要包括旋翼、垂尾、機(jī)身和尾槳等。

在新一代軍機(jī)上，復(fù)合材料主要應(yīng)用在機(jī)翼、鴨翼、尾翼、垂尾、中機(jī)身壁板、腹鰭、武器艙門等，用量達(dá)到結(jié)構(gòu)重量的19%。

大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)20的復(fù)合材料用量在10%左右，主要用在垂尾、平尾、方向舵、升降舵、襟翼、副翼、蒸餾張等。

新一代直升機(jī)的復(fù)合材料用量在34%左右，主要有斜梁、平尾、整流罩、蒙皮、尾梁、中機(jī)身側(cè)壁板等，部分承力結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料的使用使得復(fù)合材料的應(yīng)用規(guī)模有了本質(zhì)改變。

預(yù)計(jì)隨著相關(guān)復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)材料技術(shù)的突破，未來國產(chǎn)軍機(jī)中復(fù)合材料用量將提高到25%左右，減重效率由20%提高到30%，在機(jī)翼、機(jī)身等主承力結(jié)構(gòu)上更多的采用復(fù)合材料，減重的同時(shí)將充分發(fā)揮復(fù)合材料耐腐蝕、隱身、保形天線等優(yōu)勢(shì)。

五、相關(guān)上市公司

目前我國從事各類復(fù)合材料生產(chǎn)的廠家較多，主要涉及航天航空及軍工、建筑、交通運(yùn)輸?shù)葞状箢I(lǐng)域，但僅有幾家有能力進(jìn)行航天航空及軍用高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研發(fā)與生產(chǎn)產(chǎn)。

（一）航空復(fù)合材料領(lǐng)域，中航工業(yè)旗下三家企業(yè)可以為各類飛機(jī)提供復(fù)合材料：

中航高科：公司子公司中航復(fù)材主要從事航空樹脂基、非航空樹脂基復(fù)合材料用原材料、預(yù)浸料、蜂窩、結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，已發(fā)展成為國內(nèi)復(fù)合材料行業(yè)的龍頭企業(yè)。依據(jù)南通科技重大資產(chǎn)重組預(yù)案，。中航復(fù)材未來將注入南通科技。

哈飛股份：：通過直9飛機(jī)的引進(jìn)，到EC120、EC175飛機(jī)的合作，哈飛對(duì)復(fù)合材料的研究制造能力在國內(nèi)屬于領(lǐng)先地位。目前哈飛擁有亞洲最大的復(fù)合材料廠房，總面積達(dá)到近7萬平方米。此外哈爾濱哈飛空客復(fù)合材料制造中心有限公司，是中航工業(yè)（持股70%，哈飛集團(tuán)50%，中航科工10%，哈飛股份10%）與空客合資設(shè)立的復(fù)合材料制造中心，為空客A350XWB及空客A320系列飛機(jī)制造復(fù)合材料零部件。

FACC：：2009年中航工業(yè)西飛集團(tuán)完成了對(duì)奧地利菲舍爾未來先進(jìn)復(fù)合材料股份公司(FACC)的收購。FACC是全球著名的從事研發(fā)制造復(fù)合材料部件和系統(tǒng)的專業(yè)化公司，為波音、空客、龐巴迪、阿萊尼亞、歐直、沃特、薩博、中國商飛等生產(chǎn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件和內(nèi)飾件，為羅羅、GE、普惠生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件。2011年中航在鎮(zhèn)江建立國內(nèi)建低成本中心——菲舍爾公司，并于2014年7月7日開工投產(chǎn)，目前已成功向FACC交付A320系列及A330系列飛機(jī)翼梁翼肋連接角件和A320、A380飛機(jī)天線支架，標(biāo)志著中國在民用航空復(fù)合材料制造領(lǐng)域達(dá)到世界先進(jìn)水平。

（二）部分國內(nèi)其他涉及軍用復(fù)合材料的上市公司有：

復(fù)合材料加工設(shè)備：日發(fā)精機(jī)，公司子公司日發(fā)航空的新型蜂窩加工設(shè)備可將蜂窩材料加工效率提高2倍以上。蜂窩材料是一種蜂窩結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，在機(jī)翼、鴨翼、方向舵等受力構(gòu)件上有廣泛應(yīng)用。公司的蜂窩材料加工設(shè)備在航空航天軍工領(lǐng)域有較大市場(chǎng)空間。

碳/碳復(fù)合材料：博云新材，公司生產(chǎn)的碳/碳復(fù)合材料用于航空航天（飛機(jī)剎車副）、新能源等行業(yè)。