飞机机翼材料发展简史

　　引言

　　机翼结构作为飞机（本文所指固定翼飞机）的主要承力结构，需承受多种高载荷，首先要满足的是结构强度要求。在这个大前提下，飞机设计师们基于材料技术、材料制造工艺等技术的发展，尽可能采用高比强度和比刚度的结构材料，以达到减轻飞机重量的目的。

　　另外飞机在飞行过程中主要是由机翼来为飞机提供升力，机翼表面外形和光洁度等因素，将会大大影响飞机的气动性能，也为飞机的机翼结构材料的选择提出了新的要求。

　　接下来，由小编给大伙介绍下飞机机翼材料的发展：

　　飞机机翼材料的发展先后经历以下三个时代：

　　一、木质飞机时代

　　二、全金属飞机时代

　　三、塑料飞机时代

　　木质飞机时代

　　一

　　1903年，美国人莱特兄弟发明世界上第一架载人飞机。第一架飞机的主体结构以木材为主，机体包括骨架、大梁和翼肋用云杉木制成，机翼蒙皮使用涂抹过清漆的亚麻布，只有少量承力件使用金属。早期飞机由于飞行速度低，机翼所需要承受的载荷也小，机翼采用木布结构即可满足设计需求，又能保证飞机的低成本，因此在20世纪20年代之前，木布结构一直是飞机机翼结构的主流。

　　上图：飞行者一号

　　上图：麻布机翼

　　全金属飞机时代

　　二

　　随着飞机性能的不断提高，速度越来越快，载重越来越大，木布材料本身的”先天不足“（强度和刚度不足、易燃易腐蚀）就被无限放大，再加上材料技术的发展日新月异，具有优异性能的航空材料—铝合金出现了，由木质飞机过渡到全金属飞机也是大势所趋。

　　20世纪30年代中期，以铝合金飞机为代表的全金属飞机逐渐站稳脚根，大放异彩，并一直沿用至今。这种飞机的机翼蒙皮通常使用抗疲劳性能优异的超硬铝合金。

　　上图：铝合金结构机翼

　　复合材料飞机时代

　　三

　　从20世纪70年代开始，新一代航空材料—复合材料开始在飞机上应用，首先用于非承力结构件和非主要结构件上，如接近口盖、整流罩、操纵面蒙皮等。而真正开始将复合材料用于机翼主要结构上的是空客A380飞机，但是A380也只是用于非暴露机翼结构上—中央翼盒，外翼仍使用高强度的铝合金材料。

　　随着B787和A350飞机的推出，碳纤维复合材料成为机翼结构最主要的材料，这样制造出来的机翼更轻，气动外形更佳，机翼的阻力也就更小，飞机的燃油经济性更好。

　　上图：B787机翼结构

　　上图：A350机翼结构

　　飞机材料属于国家战略性新兴产业规划中的新材料产业的组成部分，是国民经济各产业的基础，有很强的通用性，材料产业市场的空间很大。除了机翼，可以说飞机的每个部件也都在不断创新、发展。

　　文章来源：飞行邦