Як нова технологія матеріалів, композитний матеріал широко використовується у військовій авіації.
У 1960-х рокахармовані скловолокном композитні матеріали вперше почали застосовувати в обтічниках літаків, флаперонах. У цей час механічні властивості композитних матеріалів є відносно низькими, а деталі літака, виготовлені з композитних матеріалів, мають невеликі розміри та рівень сили.
Наприкінці 1960-х рр.борне волокно/епоксидні композити почали використовувати в конструкціях літаків. Наприклад, у 1971 році компанія F-14 почала наносити композити з епоксидної смоли, зміцнені борним волокном, для плоского оперення.
У середині-1970,народився високоефективний композитний матеріал з вуглецевим волокном в якості арматури, який відкрив широкомасштабне застосування композитних матеріалів в авіації. Армовані вуглецевим волокном композити з відмінною високою питомою міцністю, високим питомим модулем, стійкістю до корозії та стійкістю до втоми дуже підходять для вимог авіаційного обладнання. Композитні матеріали, посилені вуглецевим волокном, поступово використовуються у вертикальному та плоскому оперенні військових літаків із великими зусиллями та великими розмірами, наприклад, композитне оперення та вертикальне оперення F-15, F-16, Mig{ {5}}, Mirage 2000, F/A-18 та інші літаки. Починаючи з 1970-х років, усі хвостові оперення іноземних військових літаків використовували композитні матеріали. Плоске та вертикальне хвостове оперення, виготовлене з композитних матеріалів, зазвичай становить 5 відсотків -7 відсотків загальної ваги конструкції літака.
Після того, як хвостовий плавник увійшов в епоху композитних матеріалів,застосування композиційних матеріалів почало розвиватися для крил, фюзеляжу та інших основних компонентів військових літаків з великими конструктивними зусиллями та великими розмірами. У 1976 році компанія McDonnell Douglas першим розробила композитне крило F/A-18 і ввела його на озброєння в 1982 році, збільшивши використання композитного матеріалу до 13 відсотків. Відтоді крила військових літаків, розроблені різними країнами, майже всі виготовляються з композитних матеріалів. Наприклад, AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35 Сполучених Штатів, Rafale у Франції, JAS-39 у Швеції, Typhoon, спільно розроблений чотирма європейськими країнами, S-37 у Росії тощо.
Наразі,кількість композитних матеріалів у сучасних військових літаках у світі становить 20 відсотків -50 відсотків ваги всієї конструкції літака. Основні частини з композитних матеріалів включають обтічник, плоский хвіст, вертикальний хвіст, плоский хвостовий борт, крило, передню частину фюзеляжу тощо. Якщо композитні матеріали становлять близько 50 відсотків загальної ваги літака, то більшість структурних частин літака виготовлені з композитних матеріалів, як, наприклад, бомбардувальник-невидимка B-2.
У 2020 роціСпіввідношення попиту на вуглецеве волокно в аерокосмічній сфері до попиту на вуглецеве волокно в аерокосмічній сфері становить 1,80 відсотка. База попиту невелика, але попит на високу продуктивність великий, і програма широко використовується. У той же час, із швидким розвитком стратегічної зброї великої дальності Китаю, очікується розширення співвідношення застосування композитів з вуглецевого волокна.
Хвилепоглинаючий стелс:звичайне вуглецеве волокно є відбивачем електромагнітних хвиль і не має функції поглинання хвиль, через модифікацію поверхні вуглецевого волокна (наприклад, нікелювання, покриття з карбіду кремнію тощо), розробка нового вуглецевого волокна ( наприклад вуглецеве волокно спеціального профілю, спіральне вуглецеве волокно, пористе вуглецеве волокно, вуглецеві нанотрубки тощо), можуть значно покращити його електромагнітні характеристики.
Спеціальне вуглецеве волокно використовується для виготовлення літаків-невидимок, таких як бомбардувальник-невидимка B-2, увесь фюзеляж якого виготовлено з вуглецевого волокна, за винятком титанового композиту в головній балці та моторному відсіку. Кількість вуглепластику, який використовується американським винищувачем-невидимкою F-22, становить до 24 відсотків, а кількість композитного матеріалу, який використовується британським винищувачем Typhoon, становить до 40 відсотків. Конструкційний поглинаючий композит з вуглецевого волокна є важливим напрямком розвитку радіолокаційних стелс-матеріалів, який поєднує структурні переваги легкої ваги та високої міцності та властивості поглинання композиту. Поглинаючий матеріал з вуглецевого волокна є чудовим поглинаючим матеріалом, який поєднує функцію та структуру. З удосконаленням та вдосконаленням невидимих структурних матеріалів попит на композитний матеріал з вуглецевого волокна продовжуватиме зростати.
Перед четвертим поколінням китайських літаків область застосування композитних матеріалів обмежується хвостовим крилом, качиним крилом та іншими вторинними несучими конструкціями, частка становить менше 10 відсотків, дозування авіаційних композитних матеріалів четвертого покоління зробило очевидним Прорив, дозування композитного матеріалу досягає приблизно 20 відсотків усієї конструкції машини.
Після майже 40 років розробки передові композити на основі смол для військових літаків були розроблені від ненесучих компонентів до вторинних і основних несучих компонентів, і можна досягти значного зменшення ваги на 20-30 відсотків. З точки зору споживання, кількість композитних матеріалів, які використовуються в сучасних військових літаках, наразі перевищила 30 відсотків, і в майбутньому ця частка буде стабільною. У виробництві військових літаків композитні матеріали на основі смоли можуть використовуватися для виготовлення обтічника, крила, фюзеляжу, вутки, плоского хвоста та околиць двигуна бойових літаків.
Сам F-35 побудовано з використанням високоміцних композитів з вуглецевого волокна. Зокрема, композити з вуглецевого волокна творчо використовуються в обшивці, структурі крил і компонентах конструкції кузова. Його композити з вуглецевого волокна вже становлять чверть загальної ваги літака та третину ваги крила. Вуглецеве волокно є, мабуть, найбільшим фактором втрати ваги в F-35.
Корпус реактивного стелс-реактивного літака вкритий радіопоглинаючим матеріалом (RAM), таким як B-2 Sprite або F117 Nighthawk, який призначений для перетворення електромагнітних хвиль у тепло. Оперативна пам’ять втрачає свою цілісність під дією тепла, вологи та тертя.
Команда дослідників і розробників Університету штату Північна Кароліна розробила оболонку з композитного полімеру, армованого вуглецевим волокном (CFRP), щоб вирішити проблеми, спричинені обмеженнями оперативної пам’яті, і використовувалося в бомбардувальнику-невидимці B-21. Композит посилений вуглецевими нанотрубками (ВНТ), які є міцними та легкими, можуть витримувати температуру понад 1800 градусів і допомагають проводити вхідну електромагнітну енергію.
Випробування показали, що новий композитний матеріал має надзвичайно низьку випромінювальну здатність, його майже неможливо виявити та може поглинати понад 90 відсотків електромагнітних хвиль порівняно з 70-80 відсотками оперативної пам’яті, яка зараз використовується в літаках-невидимках. Новий матеріал буде розпорошено на літак і матиме товщину 3 мм.
Крила серії J-11 і серій J-10 і J-20 Chengfei виготовлені з композитних матеріалів з вуглецевого волокна. Авіаційна промисловість Китаю має великий успішний досвід у виробництві ламінованих деталей з вуглецевого волокна за останні 20 років.
Для Китаю літак J-20 був розроблений наприкінці 1990-х років, а його випробувальний політ розпочався наприкінці 2010 року, що дало йому технологічну перевагу як пізній випуск. Вуточні крила попередника J-20, J-10, повністю виготовлені з композитів бісмалеімідної смоли, посилених вуглецевим волокном, які мають набагато меншу радіолокаційну сигнатуру, ніж металеві матеріали, і можуть бути навіть більшими невидимий шляхом додавання інших невидимих матеріалів у смоляну матрицю. Уточне крило J-20 також використовуватиме подальші результати досліджень, тоді як горизонтальний стабілізатор F-22, який також частково металевий, не обов’язково є більш непомітним. Крім того, крило вутки J-20 перевернуте вгору, а крило перевернуте вниз, тому радіолокаційні хвилі, відбиті передньою кромкою вутки, не будуть продовжувати випромінювати до передньої кромки головного крила і утворюють вторинне відображення, що також є сприятливим фактором для скритності.
