有人说，飞机性能的好坏，一半取决于设计，另一半取决于材料。暂不论这一说法是否完全正确，但材料的优劣对飞机的飞行速度、高度、航程、机动性、隐身性、服役寿命、安全可靠性、可维修性……等性能确实起着无可置疑的重大影响。换言之，现代和未来飞机在高速化、机动化、隐形化、智能化、微型化、无人化、电子化……等方面的发展都离不开航空材料的相应发展。

航天材料的发展

从早期飞机到现代飞机，飞机材料经过了好几代变化。

刚发明飞机时，是用木质和布料制造飞机的，随着飞行速度的不断增快，木布结构已无法承受显著增大的载荷，因而很快进入了金属结构时代，前期以铝合金和钢为主，后期由于钛合金的兴起而形成铝合金、钛合金和钢三分天下的局面。

当“比强度”高于上述金属材料的纤维增强树脂基复合材料问世后，飞机开始进入了金属/复合材料混合结构的时代。

喷气式飞机出现后，飞机材料主要采用铝合金，但现在这种趋势正在逐渐发生变化。

铝合金在早期战斗机上确实占有相当大的份额，一般在70%以上，其次是钢，约占20%。不过就目前来看，铝合金和钢在先进战斗机上的用量已经逐渐缩小，而钛合金和树脂基复合材料的用量则不断爬升，就拿美国服役的F-22飞机来说，钛合金的用量已跃居其位(41%)，树脂基复合材料的用罩也迅速上升坐上了第二把交椅(24%)，而铝合金和钢的用量却分别降至第三位(15%)和第四位(5%)。

当零部件的工作温度较低时，铝合金又遇到了比钛合金更强劲的竞争对手—-复合材料，原本属于它的“领地”又往往被“比强度”更优越的复合材料所“侵占”。

铝合金和钢在飞机上的用量就是在上述情况下逐渐缩小的。好在铝合金和钢的成本要比钛合金和复合材料低得多，只要能满足预定飞机性能指标，设计师们还是会尽量选用一些铝合金和钢的，因此即使在先进的军 用飞机上仍有铝合金和钢的立足之地。

要知道，减轻重量一直是飞机设计师考虑的主要问题，由于铝锂合金在减轻重量方面能起到较大作用，前些时候它的发展很快。

突破音速的奥秘：航空材料的发展趋势

一、突破音速的奥秘

音速是空气中的声音传播速度，大约为每秒340米。突破音速对于航空技术的发展具有重要意义，然而，要想实现这一目标，面临着极大的技术挑战。其中，最大的难点在于音障。音障是指飞行器在突破音速时，会遇到极大的空气阻力，导致飞行器产生剧烈的振动和噪音。为了克服音障，需要采用特殊的材料和设计来降低飞行器在突破音速时的阻力。

碳纤维复合材料是一种具有优异力学性能的材料，被广泛应用于航空领域。在飞行器设计中，采用碳纤维复合材料能够有效降低飞行器的重量和阻力，从而提高飞行器的速度。此外，碳纤维复合材料还具有较好的抗腐蚀性和耐磨性，能够保证飞行器的长期使用性能。

二、未来发展趋势

随着科技的不断进步，航空材料也在不断升级换代。未来，航空材料将朝着更轻、更强、更耐腐蚀的方向发展。其中，钛合金作为一种具有优异性能的材料，逐渐受到航空领域的青睐。

钛合金具有高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和高温性能等特点，被广泛应用于航空领域。与传统的铝合金相比，钛合金具有更高的比强度和更低的热膨胀系数，能够有效提高飞行器的性能和使用寿命。此外，钛合金还具有良好的加工性能和焊接性能，能够满足航空领域对于高性能材料的需求。

除了钛合金和碳纤维复合材料之外，纳米材料和智能材料等新型材料也逐渐应用于航空领域。这些新型材料具有更为优异的性能和特点，为航空事业的发展带来了新的机遇和挑战。

航空材料的可持续发展

一、航空材料的环保要求

航空材料的环保要求主要包括减少碳排放、节约能源和资源、降低环境污染等方面。为了达到这些要求，航空材料制造商需要采取一系列措施，如采用绿色原料、优化生产工艺、提高能源利用效率等。同时，政 府也需要制定相关政策，鼓励企业采用环保材料和生产工艺，推动航空材料的可持续发展。

二、航空材料的性能要求

航空材料除了要满足环保要求外，还需要具备优良的性能，如高强度、轻质、耐腐蚀等。这些性能要求对于航空器的安全性和可靠性至关重要。因此，航空材料制造商需要不断研发新的材料和生产工艺，提高材料的性能和质量，以满足航空工业的需求。

三、航空材料可持续发展的实现途径

为了实现航空材料的可持续发展，需要从以下几个方面入手：

1.采用环保材料

采用环保材料是实现航空材料可持续发展的关键。目前，一些新型的环保材料，如碳纤维复合材料、钛合金等，已经在航空工业中得到广泛应用。这些材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，不仅可以提高航空器的性能，还可以降低环境污染和碳排放。

2.优化生产工艺

优化生产工艺是实现航空材料可持续发展的另一个重要途径。采用先进的生产工艺，如真空吸铸、精密铸造等，可以提高生产效率和质量，减少能源和资源的消耗，降低环境污染。

3.加强政 府监管

政 府监管是实现航空材料可持续发展的重要保障。政 府可以制定相关政策，鼓励企业采用环保材料和生产工艺，推动航空材料的可持续发展。同时，政 府还可以加强对航空材料制造企业的监管，确保其生产符合环保要求和质量标准。

文章来源： 乐观的熊猫仔，东方点兵