En la actualidad, los materiales aeroespaciales se han convertido en una rama independiente extremadamente importante de la ciencia de los materiales. A menudo se dice que "una generación de materiales, una generación de aviones", se puede ver que los materiales de aviación juegan hasta cierto punto un papel decisivo en el desarrollo y la innovación de los aviones. Por supuesto, el desarrollo y progreso de los materiales de aviación también reflejan el nivel técnico de los materiales estructurales de un país.
Durante más de 100 años, la estructura material de aviación del fuselaje de los aviones ha pasado por cuatro etapas y ahora ha entrado en la quinta etapa.
La primera fase
La primera fase comenzó en 1903 y finalizó en 1919. Esta etapa es una estructura de madera y tela.
La estructura del avión en esta etapa es relativamente simple, y los principales materiales utilizados son madera, tela, alambre metálico, cables de acero, etc. En los primeros tiempos, los aviones utilizaban madera contrachapada, listones, etc. Como vigas y esqueleto del avión se utilizó lino como superficie de las alas, la estructura de tela de madera del avión. Naturalmente, el primer avión del mundo, la Voyager, era un biplano con estructura de madera y cubierto de tela.
La segunda fase
La primera fase comenzó en 1920 y finalizó en 1949. Esta etapa es una estructura de aluminio y acero.
Después de 1925, muchos países utilizaron gradualmente tubos de acero en lugar de madera como estructura del fuselaje y placas de aluminio como revestimiento para fabricar aviones totalmente metálicos. Sin embargo, ya en 1912 se intentó utilizar aluminio en lugar de madera para construir un avión totalmente metálico. En 1912, el alemán Hans Reiss Niel diseñó con éxito el primer monoplano totalmente metálico del mundo, fabricado con aluminio puro. En la década de 1930, el uso de metal se convirtió gradualmente en una estructura de material aeronáutico común y de uso común.
La tercera etapa
De 1950 a 1969, la tercera etapa fue de estructuras de aluminio, titanio y acero.
En 1953, el titanio se utilizó por primera vez en el cortafuegos y la góndola del motor DC-T producido por Douglas. A mediados de la década de 1950, las aleaciones de titanio comenzaron a utilizarse en la aviación, desarrollándose principalmente aleaciones de titanio de alta temperatura para motores de aviones y aleaciones de titanio estructurales para fuselajes. El titanio se utiliza a menudo en piezas de aviones sometidas a altas temperaturas debido a sus buenas propiedades, como la resistencia al calor. Debido a que el titanio y sus aleaciones se utilizan ampliamente en la industria de la aviación, se les llama "metales aeroespaciales".
La cuarta etapa
1970-principios del siglo XXI, esta etapa es de aluminio, titanio, acero y estructuras compuestas. Principalmente aluminio.
A finales de la década de 1960, el descubrimiento de materiales compuestos avanzados a base de resina los convirtió en un material estructural aeroespacial. Posteriormente, a base de materiales compuestos a base de resinas de fibra de carbono y boro, aparecieron metales y materiales compuestos, utilizados también en el campo aeroespacial. En el avión de combate F-14 fabricado en Estados Unidos en 1970 (en la foto de abajo), la estructura del fuselaje está compuesta por 36 aleaciones de aluminio (todavía principalmente aluminio), 25 aleaciones de titanio, 15 acero, 4 materiales no metálicos y 20 materiales compuestos. Desde 65438 hasta 0989, el avión de combate estadounidense F-22 (en la foto de arriba) utilizó un 24% de materiales compuestos en la estructura de su avión.
La quinta etapa
Desde 265438 hasta ahora, esta etapa es de material compuesto, aluminio, titanio y estructura de acero. Principalmente materiales compuestos.
Debido a que los materiales compuestos tienen ventajas como módulo específico, resistencia específica y gravedad específica, los materiales compuestos serán la primera opción para las futuras estructuras de materiales aeroespaciales de aviones. En la actualidad, la American Bache Aircraft Manufacturing Company ha fabricado el primer avión sellado totalmente compuesto del mundo, que consta de 2.600 piezas y muy pocas piezas. El avión sólo llevaba 10 pasajeros. Por supuesto, este tipo de avión tiene las ventajas de alta velocidad y peso ligero.