从麻布到塑料 纵览飞机材料履历

帅哥

江东 100多年前，飞机带着勇敢者飞离地球。那时，设计师就是驾驶员，因为简陋的机体结构很不可靠，常人不敢冒险从事飞行。飞机最初用木条做大梁和骨架、用麻布做机翼的翼面，即木布结构。 后来发明了半硬壳式机身和具备翼型空间的机翼，于是对材料有了新要求。在局部受力处，比如发动机架和整流罩等部位采用了金属件，但翼面、舵面和后机身仍采用布蒙皮，即半金属结构。随着飞机性能的提高，材料必须适应更高的飞行强度。1930年后，飞机推广采用硬铝加工骨架和飞机的“外衣”——蒙皮，于是全金属结构飞机问世了。到目前为止，铝仍然是飞机的主要用材！ 50年代以后进入了超音速时代，人们开始寻求新的高强度材料，于是出现了坚固耐热的钛合金和不锈钢结构。随着材料科学的进步，从70年代开始，新一代航空材料“复合材料”问世了，它相当于掺进加强纤维的塑料（如玻璃丝纤维或碳纤维），它们具有极佳的“比强度”，使飞机在维持原强度的前提下重量更轻！其经济和军事效益可想而知。最成功一例是在80年代出现了世界上第一架“全塑料”飞机。 ● 上世纪20年代飞机采用布木结构，极少使用金属 ●上世纪40年代先进战斗机已全部采用铝材结构 ● 上世纪70年代超高速飞机已采用钛合金、不锈钢和复合材料结构 ● 新世纪飞机将更多地采用新颖航材