5月14日，川航一架A319-100飛機執行重慶至拉薩航班，9800米巡航過程中，飛機馬赫數0.74-0.75，右風擋爆裂，機組人員冒著高空零下30度和900公里的高空風堅持操縱，最終迫降成功，安全降落。航空製造業號稱是地球上質量和安全標準最高的行業，當年的馬航MH370事故損失慘重，隨即，亞航飛機失聯的新聞又鋪天蓋地而來，如今川航事件又驚心動魄，頻頻出事到底為哪般？坐飛機還安全嗎？飛機失事往往是惡性事故，造成的災難和損失難以估量，因此參與航空製造和航空運營的每一環節都要有強烈的責任，質量和安全意識。
飛機材料是引發事故的主要原因
出於航空飛行及其安全性的考慮，航空材料的特點是輕質、高強、高可靠。此次川航客機高空擋風玻璃炸裂，主要原因是擋風質量原因引起。這引發了業界對飛機材料的一些探討。
據瞭解，有許多飛機事故是由飛機材料引起的。早在1940年，研發第一架噴氣式民用客機的哈維蘭公司（英國），就因為材料的問題而倒了血黴。哈維蘭公司與1949年研製了世界上第一架噴氣式飛機“彗星”號，並與1952年投入運營。在投入運營後的1953年5月到1954年4月，不到一年的時間內，卻接連有3架彗星號在空中碎裂解體，而當年投入運營的“彗星”號總數僅有9架，這麼高的事故率，在航空史上是絕無僅有的，這也導致了哈維蘭公司破產被兼併的命運。當時的航空專家做了大量工作，最終找到了罪魁禍首，金屬的疲勞裂紋。
在飛機設計時，一定要綜合材料優勢，揚長避短，物盡其用，這樣才能最大限度地發揮材料的性能，真正實現飛機結構的安全、高效，達到減少重量、降低製造和運營成本的目的。下面，我們一起來看看飛機材料的發展歷程，以更多瞭解材料對飛機的運行的重要作用。
最早飛機材料是木材和帆布
在過去一個多世紀的時間裡，飛機材料經歷了從木材、鋼鐵、鋁材、鈦到碳纖維複合材料的進化。機體在強度、重量、耐腐蝕性等方面都發生了巨大的改變。
1903年，美國萊特兄弟發明了世界上第一架飛機，所選用的材料是木材和帆布，飛行速度只有每小時16公里，和騎自行車的速度相差無幾。
鋁合金結構的應用使飛機的速度實現了一次飛躍
1911年，鋁合金研製成功，很快取代了木材和帆布，成為製造飛機的主要材料。第一次世界大戰期間，全金屬結構的飛機已經很普遍了。例如，到1939年，螺旋槳飛機創造的最高時速已達755公里，僅36年的時間，飛機的飛行速度提高了47倍。航空用鋁合金密度低、耐腐蝕性能好，且具有較高的比強度、比剛度，容易加工成型，有足夠的使用經驗，這些優點使其成為飛機結構的理想材料。
1934年德國飛機率先應用鎂合金
鎂合金是最輕的金屬結構材料，具有密度小、比強度高、抗震能力強、可承受較大沖擊載荷等特點。1934年，德國開始將鎂合金製造的飛機零部件應用到福克Fw-200飛機上，主要用在飛機的發動機罩、機翼蒙皮及座位框架上，每架飛機共用鎂合金材料大約650kg。
目前，鎂合金材料在航空領域的應用主要包括：飛機框架、座椅、發動機機匣、齒輪箱等。2010年，美國聯邦航空管理局針對用AZ31、WE43等製造的鎂合金飛機座椅，開展了大量的整機可燃性試驗，比較了這兩種鎂合金的可燃性、燃燒持續時間等性能。一些高溫鎂合金如WE43、WE54等已被廣泛應用於新型航空發動機齒輪箱和直升機的變速系統中，如西科斯基的S-92直升機。這些鎂合金材料能較好地適應高溫、腐蝕、震動和沙塵等比較惡劣的環境。
1949年鈦及鈦合金材料為航空領域提供技術支持
鈦及鈦合金材料密度低、比強度高（目前金屬材料中最高）、耐腐蝕、耐高溫、無磁、組織性能和穩定性好，可以與複合材料結構直接連接，而且兩者之間的熱膨脹係數相近，不易產生電化學腐蝕，具有優良的綜合性能。因此，鈦合金在航空領域得到越來越廣泛的應用。
1949年，美國道格拉斯公司在DC-7運輸機的發動機艙和隔熱板上，第一次使用了鈦合金。洛克希德公司的“黑鳥”高空高速戰略偵察機SR-71，飛行速度超過3馬赫，在高速飛行時，機體表面溫度將超過常規鋁合金蒙皮的極限，如果用鋼製造，飛機重量會大大增加，影響飛行速度和升限等性能。因此，SR-71的機身大量採用了鈦合金，總重達30多噸，佔飛機結構重量的93%。
20世紀70-80年代碳纖維的騰飛
飛機上使用的第一種輕質複合材料是玻璃纖維增強塑料，簡稱“玻纖”。這種材料最早在20世紀40年代被用於製造整流罩、機鼻和駕駛艙。後來在60-70年代被用於製造直升機的旋翼葉片，如Bo 105和BK 117，以及“小羚羊”SA 340。1975年，AS350“松鼠”直升機安裝了使用玻璃纖維複合材料製造的主旋翼頭，這種高度一體化的設計大大降低了零件數量。但玻纖的低剛度導致其只能被有限應用在運輸機的承載主結構中。
20世紀90年代-複合材料的應用使飛機耗油率大大降低
由於直升機的發動機必須能產生提升起機體全部重量的升力，所以復材在直升機領域的利用率非常高：空客“虎”式直升機的機身結構有80%使用複合材料製造，在2007年推出的NH90上，復材佔比更是達到90%。空客在2013年推出的A400M軍用運輸機有著巨大的碳纖維機翼，為後續的A350客機奠定了基礎。
但金屬仍未過時，空客A350仍安裝了鋼製和鈦制零件，並且有近20%的結構採用鋁鋰合金製造。這種先進合金摻入了世界上最輕的金屬——鋰以降低鋁合金的重量，同時提高其強度、韌性、耐腐蝕性和成型特性。A350客機的復材佔比超過50%，耗油率降低了25%。
未來的發展趨勢
製造更快、更輕和燃油效率更高的飛機的願望驅動著航空工業不斷研究和開發下一代材料。在2015年下半年，空客宣佈了一種新型仿生學結構客艙隔板(Bionic Partition)，比現有設計輕45%。這種結構是用一種被稱為scalmalloy的新型超強、輕質合金材料使用直接金屬激光燒結成型技術3D打印而成的。
隨著社會的發展，人民安全意識的提高，種類增多，成本降低，性能提高是飛機材料的發展趨勢。發展高可靠性、維修性能好的飛機材料，以延長結構使命壽命和簡化維修，降低飛機事故的機率，越來越受到重視。
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