飛機機翼材料的發展先后經歷以下三個時代：

　　一、木質飛機時代

　　二、全金屬飛機時代

　　三、復合材料飛機時代

　　木質飛機時代

　　一

　　1903年，美國人萊特兄弟發明上架載人飛機。架飛機的主體結構以木材為主，機體包括骨架、大梁和翼肋用云杉木制成，機翼蒙皮使用涂抹過清漆的亞麻布，只有少量承力件使用金屬。早期飛機由于飛行速度低，機翼所需要承受的載荷也小，機翼采用木布結構即可滿足設計需求，又能保證飛機的低成本，因此在20世紀20年代之前，木布結構一直是飛機機翼結構的主流。

 

　　飛行者一號

　　圖片

　　麻布機翼

　　全金屬飛機時代

　　二

　　隨著飛機性能的不斷提高，速度越來越快，載重越來越大，木布材料本身的”先天不足“（強度和剛度不足、易燃易腐蝕）就被無限放大，再加上材料技術的發展日新月異，具有優異性能的航空材料—鋁合金出現了，由木質飛機過渡到全金屬飛機也是大勢所趨。

　　20世紀30年代中期，以鋁合金飛機為代表的全金屬飛機逐漸站穩腳根，大放異彩，并一直沿用至今。這種飛機的機翼蒙皮通常使用抗疲勞性能優異的超硬鋁合金。

 

　　鋁合金結構機翼

　　復合材料飛機時代

　　三

　　從20世紀70年代開始，新一代航空材料—復合材料開始在飛機上應用，先用于非承力結構件和非主要結構件上，如接近口蓋、整流罩、操縱面蒙皮等。而真正開始將復合材料用于機翼主要結構上的是空客A380飛機，但是A380也只是用于非暴露機翼結構上—翼盒，外翼仍使用高強度的鋁合金材料。

　　隨著B787和A350飛機的推出，碳纖維復合材料成為機翼結構主要的材料，這樣制造出來的機翼更輕，氣動外形更佳，機翼的阻力也就更小，飛機的燃油經濟性更好。

 

　　新型機翼展望

　　近期，極光飛行科學公司已為NASA生產了一個新型復合材料機翼，即被動彈性剪裁(PAT)機翼。在傳統復合材料機翼中，構成層合板的每一層碳纖維，都是以統一的方式排列，如此可能無法實現優承載，而PAT機翼的單層纖維排列方式是不斷變化，沿著機翼內部實際載荷情況的路徑彎曲排列而成，這樣有利于生產出更輕質堅固而且阻力更低的客機機翼。

　　另外，極光飛行科學公司還結合3D打印技術，探索“拓撲優化”翼盒的實現，這項技術考慮機翼所有的載荷因素，再利用一臺超級電腦對機翼進行拓撲設計。設計出的機翼翼盒去除傳統的翼梁和翼肋結構，而只留下載荷所需要的結構，整個翼盒更像一種桁架結構，連接上下表面機翼蒙皮，從而降低機翼重量。

　　相信在不遠的將來，我們將有望看到此兩項新技術在新一代客機（比如波音777X）新型機翼的運用。

 

　　3D打印機翼模型件

　　飛機材料屬于戰略性新興產業規劃中的新材料產業的組成部分，是國民經濟各產業的基礎，有很強的通用性，材料產業市場的空間很大。除了機翼，可以說飛機的每個部件也都在不斷創新、發展。