自從人類首次涉足空中以來，設計師就一直在不斷努力提高升重比。復合材料在減輕重量方面發揮了重要作用，如今使用的主要類型有三種：碳纖維，玻璃纖維和芳綸增強環氧樹脂復合材料。還有其他一些，例如硼增強（它本身是在鎢芯上形成的復合材料）。

自1987年以來，復合材料在航空航天中的使用每五年增加一倍，并且定期出現新的復合材料。

用途

復合材料用途廣泛，可用于所有飛機和航天器的結構應用和組件，從熱氣球吊船和滑翔機到客機，戰斗機和航天飛機。應用范圍從完整的飛機（如Beech Starship）到機翼組件，直升機旋翼槳葉，螺旋槳，座椅和儀表外殼。

這些類型具有不同的機械性能，并用于飛機制造的不同領域。例如，碳纖維具有獨特的疲勞性能。

鋁制機翼具有已知的金屬疲勞壽命，而碳纖維的可預測性要差得多（但每天都會顯著提高），但硼效果很好（例如在高級戰術戰斗機的機翼中）。芳綸纖維（“凱夫拉爾”是杜邦公司擁有的知名專有品牌）被廣泛用于蜂窩板形式，用以構造非常堅硬，非常輕的艙壁，燃料箱和地板。它們還用于前緣和后緣機翼組件。

在一項實驗計劃中，波音公司成功地使用了1,500個復合零件來替換直升機中的11,000個金屬零件。在商業和休閑航空中，以復合材料為基礎的組件代替金屬作為維護周期的一部分正在迅速增長。

總體而言，碳纖維是航空航天應用中使用廣泛的復合纖維。

好處

我們已經介紹了一些方法，例如減輕體重，但這是完整列表：

減輕重量-通常會節省20％-50％。

使用自動鋪板機和旋轉模塑工藝可以很容易地組裝復雜的零件。

單殼（“單殼”）模制結構以更低的重量提供了更高的強度。

機械性能可以通過“疊層”設計進行定制，并具有逐漸變細的補強布厚度和布取向。

復合材料的熱穩定性意味著它們不會隨溫度的變化而過度膨脹/收縮（例如，在35,000英尺內，在幾分鐘之內從90°F的跑道升至-67°F的跑道）。

高抗沖擊性-凱夫拉爾（芳綸）裝甲也能屏蔽飛機-例如，減少對帶有發動機控制裝置和燃油管路的發動機掛架的意外損壞。

高損傷容忍度提高了事故的生存能力。

避免了“電偶”-電腐蝕問題，當兩種異種金屬接觸時（特別是在潮濕的海洋環境中）會發生電腐蝕問題。（此處使用非導電玻璃纖維。）

消除了疲勞/腐蝕的綜合問題。

未來展望

隨著燃油成本和環境保護壓力的不斷增加，商業飛行承受著不斷提高性能的壓力，而減輕重量是其中的關鍵因素。

除了日常運營成本外，還可通過減少部件數量和減少腐蝕來簡化飛機維護計劃。飛機制造業務的競爭性質確保了在任何可能的地方探索和利用任何降低運營成本的機會。

軍事領域也存在競爭，不斷施加壓力以增加有效載荷和射程，飛行性能特征以及“生存能力”，不僅是飛機，還有導彈。

復合技術不斷發展，玄武巖和碳納米管等新型材料的出現必將加速和擴展復合材料的使用。

在航空航天領域，復合材料將繼續存在。