碳纤维复合材料是当前飞机重量轻量化的主要方式，也是今后发展的主要方向。由于其质量轻、强度高、抗疲劳、耐腐蚀，除了这些特点外，还具有成型工艺优良、 成本低廉等优点，广泛地应用于航空设备，可以有效地 改善结构性能，降低结构重量，降低运营成本，增强市场竞争力。碳纤维复合材料的使用范围和使用部位已经成为飞机结构先进程度的一个重要指标，同时，也是航空公司采购飞机的一个重要参考指标。

 

　　70年代中期，诞生了以碳纤维为增强体的高性能复合材料，开启了复合材料在飞机上的大规模应用。具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳性能的碳纤维增强复合材料非常适合航空装备需求。军机的垂尾、平尾等受力较大、尺寸较大的部件开始逐步使用碳纤维增强复合材料，如F-15、F-16、Mig-29、幻影 2000、F/A-18等飞机的复合材料尾翼、垂尾。从70年代至今，国外军机尾翼已经全部采用复合材料。采用复合材料的平尾、垂尾一般占飞机全部结构重量的 5%-7%。

 

　　碳纤维复合材料在飞机机身制造上的成熟应用为减轻飞机机身质量提供了最有效的途径。例如，以金属材料为主制成的波音767飞机（CFRP用量仅占3%）机身质量为60 t，而将CFRP用量提升到50%时，新型波音767飞机机身质量下降到48 t，仅此就极大地提升了该型飞机的能源和环境效益。波音较大规模地应用复合材料的标志是 777 尾翼，787 是波音第一款大规模运用复合材料的飞机，其机身、机翼 和尾翼等主结构都用了复合材料，复合材料占结构重量的比例达到了 50%，因此 787也被戏称为“塑料飞机”。

 

　　以空客为例，复合材料最早应用于 A320 水平尾翼、垂直尾翼，后来还应用于 A400M 大型军用运输机机翼。进入 21 世纪后，A380 碳纤维复合材料占比达到了 25%，主要应用于中央翼和尾翼，另外，A380 的机身蒙皮使用了纤维金属层压板。在波音的压力下，空客 A350 几易方案，大量地增加复合材料的应用，最终把复合材料的占比增加到 52%左右。

 

　　在飞机结构中，碳纤维复合材料是否能够用于飞机结构，其主要影响因素是材料的冲击损伤，一般采用CAI 来评价其抗冲击性能，但在实际中，碳纤维复合材料必须考虑中厚蒙皮的损伤容限特性，以及薄板与薄板 之间的损伤阻抗特性。在评价碳纤维材料时，一般都是以强度、刚度作为主要 指标，单一的碳纤维材料已无法满足生产任务的需要， 进一步研发出碳纤维复合材料已成为材料领域发展的必然趋势。