自20世紀(jì)20年代開(kāi)始，人們?cè)O(shè)計(jì)出半硬殼式機(jī)身和具備翼型空間的機(jī)翼，飛機(jī)性能大幅度提高。于是對(duì)材料有了新的要求，在局部受力處，比如發(fā)動(dòng)機(jī)架和整流罩等部位更多采用了金屬零件，但翼面、舵面和后機(jī)身仍部分采用布蒙皮，也即所謂的飛機(jī)“半金屬結(jié)構(gòu)”。  安遜飛機(jī)后部和翼面采用布蒙皮，前機(jī)身采用鋁結(jié)構(gòu)，是30年代典型的飛機(jī)特征 1906年，德國(guó)冶金學(xué)家發(fā)明了可以時(shí)效強(qiáng)化的硬鋁，又稱“杜拉鋁”，使后來(lái)制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機(jī)成為可能…… 20年代，有極個(gè)別機(jī)型開(kāi)始試用強(qiáng)度提高的硬鋁合金，硬鋁合金替代了原先制作飛機(jī)骨架和翼肋的木頭條，也少量替代了承力較大的布質(zhì)機(jī)翼蒙皮。但當(dāng)時(shí)飛機(jī)上的非承力部件，依然采用低成本的“木布結(jié)構(gòu)”。  半硬殼結(jié)構(gòu) 當(dāng)時(shí)，在前蘇聯(lián)等國(guó)，也曾有設(shè)計(jì)師嘗試用“取之不盡”的鋼材來(lái)制造飛機(jī)，甚至是小客機(jī)。由于鋼的比重大大高于鋁，所以，對(duì)于“為節(jié)約每一克結(jié)構(gòu)重量而奮斗”的飛機(jī)設(shè)計(jì)師而言，這肯定不是個(gè)好主意。重金屬不屬于航空器！它的使用，將嚴(yán)重惡化飛機(jī)的飛行性能或使用效能，顯而易見(jiàn)，怪異的“鋼鐵飛機(jī)”最終被放棄也是意料之中的事情。 1910～1925年以后，許多國(guó)家逐漸用鋼管代替木材作機(jī)身骨架，用鋁板作蒙皮，制造出“全金屬結(jié)構(gòu)”飛機(jī)。全金屬結(jié)構(gòu)飛機(jī)提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善了氣動(dòng)外形，使飛機(jī)外形更光順，性能得到了明顯提高。至40年代，全金屬結(jié)構(gòu)飛機(jī)的時(shí)速已超過(guò) 600公里。  J.9世界最早的全金屬機(jī)構(gòu)飛機(jī) 然而，將硬鋁板材做到極端的也大有人在，作為當(dāng)時(shí)的航空先進(jìn)國(guó)，德國(guó)和美國(guó)于30年代后期都嘗試使用一種被壓成細(xì)波紋狀的薄鋁板做飛機(jī)表面的蒙皮。這樣的形狀可以額外增加其縱向強(qiáng)度。世界第一架“為客機(jī)而設(shè)計(jì)的客機(jī)”容克F.13和其他一系列容克、?？恕⒏Ｌ仄放频目蜋C(jī)或運(yùn)輸機(jī)都成功采納過(guò)這種外部材料。  第一代軍用運(yùn)輸機(jī)Ju52就采用承力的波紋鋁板做蒙皮 需要特別指出的是，直到目前為止，硬鋁仍然是全球飛機(jī)的主要用材！ 到20世紀(jì)40年代的二戰(zhàn)時(shí)期，不少國(guó)家因戰(zhàn)爭(zhēng)原因，有色金屬、特別是航空用鋁庫(kù)存量告急，一些工廠居然又做起“木頭飛機(jī)”的復(fù)古夢(mèng)。作為最成功的例子，皇家空軍的“蚊”式戰(zhàn)斗轟炸機(jī)是當(dāng)時(shí)最享盛名的機(jī)型之一，木頭飛機(jī)大量使用膠水粘合結(jié)構(gòu)件，不僅堅(jiān)固耐用、作戰(zhàn)效能也不錯(cuò)。 進(jìn)入50年代以后，人類跨入超音速時(shí)代，飛機(jī)材料特別注重耐高溫指標(biāo)（指渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫構(gòu)件、超音速飛行時(shí)飛機(jī)外表產(chǎn)生的摩擦熱和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口附近的燃熱傳導(dǎo)）。人們開(kāi)始尋求全新的高強(qiáng)度耐熱材料。于是出現(xiàn)了航空專用的既堅(jiān)固又耐熱的鈦合金和不銹鋼。其中，鈦合金的研制成功和應(yīng)用對(duì)克服機(jī)翼蒙皮的“熱障”問(wèn)題起了重大作用。但也需要指出的是，它們特別不易加工，同時(shí)因比重大，通常只限于用在特殊部位、內(nèi)部骨架和起落架支柱等部位。 作為特例，這些特殊鋼材也曾大范圍使用在極個(gè)別的特種飛機(jī)上。比如60年代出現(xiàn)了能在3萬(wàn)米高空作3倍音速飛行的全鈦結(jié)構(gòu)間諜飛機(jī)SR-71、半鈦結(jié)構(gòu)3倍音速戰(zhàn)斗機(jī)米格-25，以及不銹鋼材料占機(jī)體結(jié)構(gòu)總重達(dá)七成的洲際轟炸機(jī)XB-70。  超性能間諜飛機(jī)SR-71曾大量采用不銹鋼 |
