高超聲速技術主要指研制高超聲速（Ma>5）飛行器所需的相關技術。以NASA開發的第二代可重復使用航天飛機為例，油箱內襯為復合材料。在推進系統中將采用陶瓷基復合材料發射斜軌、金屬基復合材料機匣以及樹脂基復合材料涵道。此外還將采用復合材料電子設備艙。第三代可重復使用航天飛機將為智能結構，具有自適應熱防護系統及智能化無損檢測裝置，自愈合的飛機結構及表面。發動機材料將可能使用經冷卻的復合材料、金屬基復合材料加力燃燒室殼體、超高溫復合材料。結構材料將包括超高溫樹脂基復合材料、低成本耐腐蝕熱防護系統復合材料液氧油箱。
　　減重同時改善直升機抗墜毀性
　　直升機采用復合材料不僅可減重，而且對于改善直升機抗墜毀性能意義重大，因而復合材料在直升機結構中應用更廣、用量更大，不僅機身結構，而且由槳葉和槳轂組成的升力系統、傳動系統也大量采用樹脂基復合材料。H360、S-75、BK-117和V-22等直升機均大量采用了復合材料，如頃轉旋翼飛機V-22用復合材料近3000公斤，占結構總重的45％左右，法德合作研制的“虎”式武裝直升機，復合材料用量更高達77％。此外，先進復合材料在航空發動機上也得到成功應用。航空發動機使用碳纖維增強樹脂基復合材料取代金屬材料可以有效減輕發動機重量，降低燃料消耗，增加航程。
　　航空復材應用歷程
　　軍用飛機
　　階段：復合材料主要用于受力較小或非承力件，如艙門、口蓋、整流罩以及襟副翼、方向舵等。
　　第二階段：復合材料主要用于垂尾、平尾等尾翼一級的次承力部件，以F-14硼/環氧復合材料研制成功作為標志，此后F-15、F-16、F-18、幻影2000和幻影4000等均采用了復合材料尾翼，此時復合材料用量大約只占全機結構重量的5%。
　　第三階段：復合材料開始應用于機翼、機身等主要的承力結構，受力很大，規模也很大，主要以美國原麥道公司研制成功FA-18復合材料機翼作為里程碑，此時復合材料用量已提高到了13%，軍機結構的復合材料化進程進一步得到推進。
　　此后各國所研制的軍機機翼一級的部件幾乎無一例外地都采用了復合材料，其復合材料用量不斷增加，如美國的AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、法國的“陣風”（Rafale）、瑞典的JAS-39、歐洲英、德、意、西四國聯合研制的“臺風”（EF2000）、俄羅斯的C-37等。
　　需要指出的是，繼機翼、機身采用復合材料之后，飛機的后一個重要部件—起落架也開始了應用復合材料，向著全機結構的復合材料化又邁進了一步。復合材料用在起落架上是代鋼而不是代鋁，可有更大的減重空間，一般可達40%左右。
　　民用客機
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　　階段：采用復合材料制造受力很小的前緣、口蓋、整流罩、擾流板等構件。
　　第二階段：制造升降舵、方向舵、襟副翼等受力較小的部件。
　　第三階段：制造垂尾、平尾受力較大的部件，突破了尾翼級部件在大型客機上的試用，隨后B777設計應用了復合材料垂尾、平尾，共用復合材料9.9噸，占結構總重的11%。
　　第四階段：在飛機主要受力部件機翼、機身上正式使用復合材料，如波音公司正在研制的B787“夢想”飛機，其復合材料用量達50％。A380超大型客機，其復合材料用量達25%，主要應用部位包括翼、外翼、垂尾、平尾、機身地板梁和后承壓框等，開創了先進復合材料在大型客機上大規模應用的先河。
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