1920-1949 年：从半金属结构飞机到铝合金的应用，航空制造技术的快速发展

第二阶段

1920-1949

铝、钢结构

由于木结构脆弱、安全性差，经过不断的测试和研究，科学家们设计了半硬壳式机身和带有翼型空间的机翼，以提高飞机性能，同时也对飞机材料提出了新的要求。局部受力部位使用较多金属件，如发动机框架、整流罩等，但机翼面、舵面和机身后部部位仍采用织物，只不过织物由亚麻布改为布皮。这一时期的飞机被称为半金属飞机。

随后，自1914年第一次世界大战爆发以来，随着飞机越来越多地应用于军事，航空制造技术迅速发展。对飞机速度、操纵性和载重的要求提高，使得木质材料逐渐不能满足要求。根据要求，轻质高强的铝合金逐渐被采用。

1906年，德国冶金学家阿尔弗雷德·威尔姆发明了经时效强化的硬铝，又称硬铝，使后来制造全金属结构的飞机成为可能。

硬铝是铝、铜、镁、锰等的合金，又称硬铝。它是一种可热处理强化铝合金。经过热处理和时效处理后，硬铝明显变得“更硬”，强度提高了7倍，并具有很高的机械性能。适用于制造飞机部件，如蒙皮、壁板、纵梁、翼肋等。

但由于使用铝合金的成本较高，飞机上的非承重部件仍采用低成本的木布结构。

JunkersF.13（来源：互联网）

容克斯 F.13 是世界上第一架全金属客机。其机身、横梁、翼肋均由金属制成。整个机身由铝波纹金属板蒙皮制成。波纹遵循气流方向。它不仅可以减少气流阻力，还可以克服金属的热胀冷缩问题，增加结构强度，改善气动外形，提高飞机性能。

由于全金属结构飞机的整体结构强度、气动外形和飞行器性能得到有效提升，过去木结构和半金属结构的设计逐渐被抛弃。到了20世纪40年代，全金属材料制造的飞机时速可以达到并超过600公里，比木质和半金属结构的飞机快得多。

容克斯Ju52运输机（来源：搜狐网）

容克Ju52是二战中德国陆军最著名的运输机。机身还采用波纹铝蒙皮，减少阻力并承受部分结构载荷。

由于钢材的成本比硬铝合金低，苏联等国家也曾尝试用钢材制造飞机或小型客机。但钢的比例大于铝，增加了飞机的结构重量。因此，钢材的使用影响飞机的飞行性能或使用效果。表现。飞机上的关键承重部件，如机翼主梁、起落架、承重螺栓等，一般采用高强度和超高强度钢材。

插曲

灭蚊机（来源：搜狐网）

1940年代初期，由于战争，许多国家的有色金属尤其是航空铝库存出现短缺。许多国家开始尝试使用“木制飞机”来解决金属飞机库存不足的问题。其中，以英国皇家空军的“蚊式”战斗轰炸机最为著名。

灭蚊战斗机采用木质胶合结构。机身为硬壳结构，由夹在轻质轻木之间的两层杉木胶合板组成。轻木质轻，易于加工，且不变形，进一步减轻了木结构的重量。

今天的科普就到此为止。下一步飞机的主要结构材料将采用哪些材料？大家不妨猜一猜~