一代材料一代飛機

劉欣

古往今來，飛行的夢想始終流淌在人類的血脈深處，“嫦娥奔月”、“馭龍飛毯”的神話傳說是古時人們對長空的期盼與遐想;“熱氣球”、“飛艇”是先驅者們矢志不渝、逐夢蒼穹的試煉。1903年，

“飛行者一號”橫空出世，開啟了“一代材料，一代飛機”的跨越式發展紀元。木布、全金屬、復合材料……航空材料的應用、演進，隨飛行夢想啟航，伴飛機迭代革新，見證著人類航空事業的不朽征程。

長空筑夢.木布飛機早期探索

19世紀末前，飛艇長居先導地位，人類對飛行器的探索難以沖破“輕于空氣、可控動力飛行”的壁壘。1903年12月17日，萊特兄弟駕駛“飛行者一號”試飛成功，賦予了人類可控動力飛行夢想的現實意義。早期的飛機以木條、木三夾板為架構，以涂抹清漆的亞麻布為翼面，勇敢的先驅者們搏命試駕，次次探索、革新使飛機的氣動外形和內部結構更趨合理與完善。20世紀20年代之前，木布結構一直是飛機結構的主流。

戰爭催化，全金屬飛機迅猛發展

一戰時期，飛機的軍事屬性顯露雛形，交戰各方為奪取空中優勢而鏖戰，一種種飛機被發明，又快速被超越、迭代，飛機機體結構技術和動力技術飛速發展。

隨著飛機性能的不斷提升，木布材料強度、剛度不足，易燃易腐蝕的“先天不足”被無限放大，機體金屬部件的使用比重迅速提高。

1906年法國率先發明了可以時效強化的杜拉鋁，飛機對新航空材料的渴求得以破局，全金屬承力蒙皮結構形式興起。二戰爆發，全金屬飛機代系迅猛發展，鋁合金、鎂合金等材料逐步運用于機體，催生的高速遠程轟炸機改變了現代戰爭的面貌，刺激了全航空產業的極速革新。

突破熱障，鈦合金材料發力

戰爭的風暴推動航空科技發展駛入快車道，20世紀50年代末，沖破音障瓶頸的飛機技術遭逢熱障的掣肘，耐疲勞、耐腐蝕、耐高溫的新型航空材料——鈦合金先導發力。20世紀60年代全鈦結構的偵查機SR-71成功突破熱障，但全機鈦合金結構并不是普適的最佳解決方案。迫于有限的鈦儲量、繁復的加工工藝、高昂的制造成本，飛機對鈦合金的應用僅局限在發動機和暴露于高溫的機身部位。

早年各國發明各式飛機所憑借的創造力，如今正被用來研發超輕型結構材料和替代能源動力系統，更輕便、高性能航空材料的研制已是航空大國博弈的焦點。

科技引領，復合材料應運而生

材料科學的發展突破為航空科技注入了新動能，20世紀70年代起，新一代航空材料——復合材料（以下簡稱復材）應運而生，以高強度、高模量、低比重的碳纖維為首的高性能航空復材極速創新，現代飛機制造技術斬獲強力推進器。

從受力、制件尺寸較小的艙門、襟副翼等部件到垂尾、平尾等尾翼級構件，直至機翼、機身等主承力結構，航空復材的應用踏入跨越式發展進程，并開始引領現代飛機制造技術走向新紀元。

偉大時代凝聚堅定力量，堅定力量煥發人類飛行夢想的時代活力。“至輕、至快、至強”的飛機夙愿驅動著航空復材的革新演進，指引著人類逐夢長空的不朽征程。

蓄力升級，國內復材發展日新月異

20世紀50年代起，新中國的航空工業浴火崛起、迅速壯大，國內航空材料響應機型的迭代，演繹出自引進、仿制、改進、改型至自主研制的奮進華章。60年代，國內有關機體結構的復材研制提上日程;70年代中期，復材戰斗機進氣道壁板成功問世;1985年，合有復材垂尾的戰斗機成功首飛;1995年，帶有整體油箱的復材機翼成功研制;2000年，運7的復材垂尾通過適航審定;2018年CR929復材機身筒段總裝下線……數十載砥礪奮進，航空復材全力助導我國軍機戰力突破升級、持續發力，并逐步在民機及發動機研發中嶄露頭角。

時至今日，國內以環氧、雙馬和聚酰亞胺為主的復材體系，以熱熔預浸制造技術和熱壓罐成形技術為主的復材成型技術體系已然成型，蓄力躍進。新時代，傳統材料大有可為、復合新材日新月異，為國產飛機走向國際賦能、助力，彰顯出我國銳意進取、嶼立東方的航空自信。

蓄力升級，國內復材發展日新月異