先进复合材料飞机发展探秘（2）
这个时期复合材料在飞机结构上的应用取得了长足的发展，格鲁曼（Grumman）X-29前掠翼验证机、比例复合材料公司（Scaled Composites）不需空中加油就能环球飞行的“航行家”（Voyager）、贝尔-波音V-22“鱼鹰”（Osprey）倾转旋翼机由于特殊的要求，也只有复合材料才能适用。X-29的机翼蒙皮是由单向性（unidirectional）复合材料预浸布（pre-impregnated）沿不同方向一层层粘贴而成，让机翼结构具有各向异性（anisotropic）特性，以满足气动发散（divergence）和颤震（flutter）的需求。“航行家”使用了碳纤维蜂窝夹芯结构，在轻重量下提供足够的强度与劲度，让飞机起飞时所携带的燃油足足达到结构重量的十倍以上。“鱼鹰”的结构重量中复合材料占了42%，其复合材料轭架（yoke）是连接桨叶和旋转枢轴（rotor hub）的关键零件，承受桨叶的离心力和升力、传送发动机的扭力到桨叶、允许桨叶的挥舞（flapping）、调整桨叶的倾角（pitch）。这几种飞机都极端依赖复合材料的优异特性，来满足其设计要求。
V-22的复合材料轭架
只有复合材料才能满足X-29A前掠翼验证机的机翼气动设计要求
借助复合材料，“航行家”成为了飞行油箱 20世纪90年代，先进复合材料的发展重点是在维持结构性能不变的条件下，降低制造成本。以前的复合材料设计及制造，都只是把复合材料当成金属的替代品。制造出来的零组件仍用固定件（fastener）相互接合，大幅抵销了复合材料轻重量的优点，组装复合材料零件耗费人力较多，也推高了整体成本，因此这个时期的发展重心在于把复合材料的制造及组装成本，降低到低于金属零件的程度。 20世纪90年代初，美国空军研究实验室（AirForce Research Laboratory）了解到与传统金属材料比较，先进复合材料虽然具有大幅减轻飞机结构重量的潜力，但航空工业界却不愿使用，仅少量应用于新研制的飞机中。例如在F-22项目初期，预定复合材料使用量会占全机重量的一半，但后实际使用量只占全机重量的四分之一。虽然美国当时一些其它的战斗机如F-15、F-16、F-18都已有少量使用复合材料的先例，但F-22在考虑复合材料结构的制造成本后，还是降低了原定的使用量。为了消除航空工业界对先进复合材料成本高昂的顾虑，美国空军研究实验室启动了复合材料可负担性倡议（Composites Affordability Initiative-CAI）。 可负担性倡议 CAI团队发现要降低使用复合材料的成本，关键因素就是要降低结构组装成本。军用飞机有着数以千计的结构件，并用数以万计的固定件完成组装，而钻这些固定件孔及安装固定件耗费人力。如果能以一体成形方式造出结构零件，并以胶结（bond）方法相互接合，结构组装的费用就能大幅度降低。因此CAI的目标，就是要让航空工业界对复合材料大型胶结式结构的强度建立足够的信心。
