自飛機誕生以來，其材料結構發生天翻地覆的變化，先後經歷4個發展階段，目前複合材料的使用正在邁入第5個階段。這5個階段為：
第一階段（1903年到1919年）木、布結構；
第二階段（1920年到1949年）鋁、鋼結構；
第三階段（1950年到1969年）鋁、鈦、鋼結構；
第四階段（1970年到21世紀初）鋁、鈦、鋼複合材料結構，以鋁為主；
第五階段（21世紀初至今）複合材料、鋁、鈦、鋼結構，以複合材料為主；
米格-31戰鬥機大量採用了鈦、鋼結構
20世紀60年代，玻璃纖維增強複合材料首先開始應用於飛機的整流罩，襟副翼中。此時複合材料力學性能還相對較低，應用複合材料製造的飛機零部件尺寸小，受力水平低。20世紀60年代以後，硼纖維環氧樹脂複合材料開始應用於飛機結構上。例如美國F14“雄貓”戰鬥機於1971年開始將硼纖維增強環氧樹脂複合材料應用在平尾上。
美國F14“雄貓”戰鬥機已經開始使用複合材料尾翼
20世紀70年代中期，誕生了以碳纖維為增強體的高性能複合材料，開啟了複合材料在軍用飛機上的大規模應用。碳纖維增強複合材料具有卓越高強度比、高比模量、耐腐蝕、耐疲勞性能，非常適合航空裝備需求。軍用飛機的垂尾、平尾等受力較大，尺寸較大的部件開始逐步使用碳纖維增強複合材料；
F-18“大黃蜂”戰鬥機採用複合材料機翼，複合材料用量達到了13%。
如美國F-15“鷹”式戰鬥機、F-16“戰隼”戰鬥機，F/A-18“大黃蜂”戰鬥/攻擊機，米格-29“支點”戰鬥機，幻影2000戰鬥機等戰機的複合材料尾翼、垂尾使用的都是炭纖維複合材料。從20世紀70年代至今，歐美國家的軍用飛機尾翼已經全部採用複合材料。採用複合材料的平尾、垂尾一般在飛機全部結構重量的5%~7%。
F-16“戰隼”戰鬥機大量使用碳纖維增強複合材料
在尾翼進入複合材料時代後，複合材料的應用開始向軍用飛機的機翼機身等結構受力大、尺寸大的主要構件發展。1976年，美國麥克唐納道格拉斯公司率先研製了F-18“大黃蜂”戰鬥機的複合材料機翼，把複合材料用量提高到了13%。此後各國研製的軍用飛機的機翼幾乎也全部採用了複合材料，如AV-8B攻擊機，B-2“幽靈”轟炸機、F-22“猛禽”戰鬥機、F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥攻擊機、F-35“閃電”戰機、“陣風”戰鬥機、JAS-39“鷹獅”戰鬥機、“颱風”戰鬥機、蘇-37戰鬥機等。
“颱風”戰鬥機大範圍採用了先進的複合材料，只有15％的飛機表面是金屬
複合材料使用率成為衡量未來戰機性能的一個重要指標。目前世界先進軍用飛機中複合材料用量佔全機結構重量的20%~50%不等，主要應用複合材料的部件包括整流罩、平尾、垂尾、機翼、中前機身等。美國五代戰鬥機F-22採用了約26%的碳纖維複合材料，為了提高機翼性能，其機翼複合材料使用率高達95%，從而使該戰機具有高超音速巡航，超視距作戰，高機動性和隱身等特性。
美國五代戰鬥機F-22碳纖維複合材料高達26%
目前國內公開報道使用國產複合材料最高等級的是殲-20戰鬥機，其採用的是T700級碳纖維，領先F-22的T300材料技術水平。殲20複合材料使用比率達到了20%左右，在最新下線的殲-20戰機中，機身、機翼、垂尾進氣口以及鴨翼部分都擁有顏色不同的複合材料窗口。
殲20複合材料使用比率超過了20%
據報道中國已經在近幾年定型的戰機如殲10C、殲-16、殲15戰鬥機以及直-10、直-20、攻-11等軍用飛機上大幅度應用了新型複合材料。
殲10C大幅度應用了新型複合材料
總體來說，目前我國在高端複合材料設計製造方面與國際先進水平還有差距，特別是在主承力構件或部件上覆合材料的應用水平差距較大；在複合材料研發水平上日本和美國處於頂尖地位，我們總體上還處於追趕的上升階段，隨著我們加大科技研發的投入，這一差距正在日益減小。
研發中的FC-31大量採用複合材料，已經接近F-22
閱讀更多 沙場風雲錄 的文章
