眾所周知，波音B787代表波音最新一代中遠程寬體民航客機，他的衍變機型涵蓋787-8/-9/-10。波音B787的最大特點是大量採用先進複合材料建造飛機骨架、超低燃料消耗、較低的汙染排放、高效益及舒適的客艙環境。
下面我們主要討論一下B787複合材料應用的主要特點。
一、大量使用先進複合材料取代傳統的鋁合金材料
在波音系列飛機中，傳統波音機型機身和機翼主要結構材料為鋁合金，而波音B787是第一種大量採用碳纖維複合材料（CFRP）作為機身和機翼主要結構件的機型。複合材料使用佔整機重量約60%，如圖一所示，傳統波音機型B777與最新波音機型B787材料使用對比圖。
圖一 傳統波音機型B777與最新波音機型B787材料使用對比圖
二、複合材料結構特點
複合材料結構在飛機上的使用主要有兩種形式：三明治蜂窩結構（Sandwich construction）和層板結構（ Solid laminate construction）。
三明治蜂窩結構是傳統飛機複合材料結構件的主要形式，廣泛應用於非受力結構件，如雷達罩，整流罩，飛行控制面板，底板梁，輪艙門，客艙內部結構件等。
層板結構則是波音B787飛機複合材料結構件的主要形式。如圖二所示，三明治蜂窩結構與層板結構應用對比圖。
圖二 三明治蜂窩結構與層板結構應用對比圖
三、碳纖維複合材料
由於碳纖維複合材料具有硬度高，強度高，重量輕，不會腐蝕等優點，層板結構件都由碳纖維複合材料組成。主要應用於B787機身、機翼、尾部等結構中，如圖三所示，碳纖維複合材料在B787飛機上的應用。
圖三 碳纖維複合材料在B787上的應用
四、機身結構件
波音B787機身主要由隔框（Frame）、桁條（Stringer）、蒙皮（Skin）等結構件組成，所有結構件都是碳纖維複合材料層板結構。跟傳統機型比較，蒙皮與桁條連接採用膠接取代傳統的鉚接方式，使得機身外觀更加光滑順暢，阻力更小。如圖四所示，B787機身主要結構件。
圖四 B787機身主要結構件
五、機翼結構件
波音B787機翼主要結構件包含大梁（Spar）、桁條（Stringer）、蒙皮（Skin）和翼肋（Rib）。其中大梁、桁條、蒙皮是碳纖維複合材料層板結構組成，翼肋則保留傳統的鋁合金材料。如圖五所示，B787機翼主要結構件。
圖五 B787機翼主要結構件
六、尾部結構件
波音B787尾部可分為水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼由大梁（Spar）和蒙皮（Skin）兩種結構件組成，全部是碳纖維複合材料層板結構。與傳統機型比較，B787水平尾翼的大梁較多，有5根，而且取消了傳統結構件桁條（Stringer）和翼肋（Rib）。如圖六所示，B787水平尾翼主要結構件。
圖六 B787水平尾翼主要結構件
垂直尾翼由大梁（Spar）、桁條（Stringer）、蒙皮（Skin）和翼肋（Rib）組成，全部是碳纖維複合材料層板結構。如圖七所示，B787垂直尾翼主要結構件。
圖七 B787垂直尾翼主要結構件
七、快速複合材料修補（Quick Composite Repair）
如果飛機在營運中結構件出現損傷，我們該如何處理？
對於傳統飛機，我們想到的是鈑金結構修補。而波音B787，由於機身、機翼和尾部都大量採用了碳纖維複合材料層板結構，為此，波音開發出了一種全新的複合材料修補方法----
快速複合材料修補（QCR）。這種修補方式可以直接在飛機上進行，無需拆卸部件，而且只要花一個小時即可完成修補，這樣能大大縮短飛機維修停場時間，以提高飛機的使用率。如圖八所示，機身蒙皮上的快速修補（Quick Composite Repair）。
圖八 機身蒙皮上的快速修補（Quick Composite Repair）
當然了，快速複合材料修補方式也有一定的侷限性，它只適用於碳纖維複合材料層板結構件的修補，而且結構損傷的類型和損傷的尺寸對修補影響也很大。
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