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在2015巴黎航展上，波音公司一架即将交付越南航空的787-9飞机如战斗机一般大角度腾空跃起，令人印象深刻。虽然该机动动作对于民航飞机并不实用，但却充分体现了飞机的优异性能，而这与它所用的先进材料密切相关。
波音787飞机作为历史上第六代大型喷气客机的代表，复合材料和钛合金的用量均创历史新高。其中，复合材料用量占结构重量的50%，飞机表面可以看得见的部件，基本上采用的都是复合材料。此外，波音787上15%的钛合金用量，也创了大型民机钛合金应用的历史新高。
复合材料和钛合金等新型材料的大量应用，使波音787的结构效率进一步提高。波音公司宣称，通过大量采用新材料，波音787的燃油消耗便可降低约3%。
自20世纪50年代初喷气客机问世以来，已经大约经历了六代民机的发展。差不多每隔10年左右就会出现一批具有不同技术特点的大型民机，而先进材料在每一代大型民机上的应用也充分诠释了“一代材料，一代飞机”。
第一代客机：以传统铝合金为主
第一代大型喷气客机的主要特征是后掠式机翼布局和模拟式航电设备，代表机型有英国的“彗星”、法国的“快帆”、美国的波音707、道格拉斯公司的DC-8以及前苏联图波列夫设计局的图104等。
这一代飞机的结构采用静强度刚度和“安全寿命”的设计理念，主要选用以2024和7075为代表的传统铝合金。从这一代飞机开始，全铝合金半硬壳式机身成为了现代大型喷气飞机的“标配”。
波音707是世界上第一种取得商业成功的喷气客机，其主结构采用了2024-T3、7075T6、7178-T6和7079-T6等传统铝合金。然而，作为世界上第一种喷气客机，英国“彗星”号发生了一系列事故，使得“安全寿命”的设计理念受到怀疑，从而萌生了“破损安全”的设计理念。
第二代客机：开始应用复合材料
第二代大型喷气客机的主要特征是采用低涵道比涡扇发动机、分立式机电仪表，开始使用电子显示仪表，代表机型有英国的“三叉戟”、美国的波音727、737和道格拉斯公司的DC-9、前苏联的图-154等。
这一代飞机的结构开始采用“破损安全”的设计理念，波音727的升降舵、波音737的扰流板和平尾等次承力结构开始采用复合材料，以实现结构减重。
波音727的复合材料升降舵翼展5.26m，根弦1.24m，梢弦0.53m，蒙皮采用蜂窝夹层板以减少翼肋数目，从而达到减重的目的。波音727的复合材料升降舵比金属结构轻25.6%，加之配重也减轻，总体减重效果达到29%。
鉴于波音727飞机结构应用复合材料获得的良好效益，波音公司将复合材料应用范围逐渐扩展到波音737、747、767、777以及787等系列机型。
第三代客机：钛合金用量增加
第三代大型喷气客机的主要特征是采用高涵道比涡扇发动机和宽体机身，开始采用总线技术和电子显示仪表，代表机型有美国的波音747、DC10、L-1011以及空客A300等。
钛合金兴起于20世纪中叶，在第一、第二代大型喷气客机上还鲜有应用，而以波音747和空客A300为代表的第三代大型喷气客机的钛合金用量有了质的提升，约占结构重量的4%。
钛合金密度约为结构钢的60%，而强度接近结构钢，具有高比强度、高比刚度的优点，而且耐腐蚀性好。波音747的主起落架梁使用了Ti-6A1-4V钛合金锻件，重约1290kg，投影面积达4m2。
空客A300是空客公司推出的首款机型，以省油而赢得市场青睐。A300飞机较早地采用了Ti1023钛合金。Til023是专门为适应损伤容限设计原则而研制的钛合金，性能与飞机常用的30CrMnSiA高强结构钢相当，且具有较好的可锻造性。
第四代客机：选材有所突破
第四代大型喷气客机的主要特征是采用超临界机翼、数字化航电设备和主动控制技术，结构设计采用了损伤容限设计准则，代表机型有美国的波音757、767，空客A310、320，以及前苏联的图-204等。
从主结构选材上看，第四代大型喷气客机的合金钢、铝合金、钛合金和复合材料用量与上一代飞机大体相当，但各有千秋。除了2024和7075等传统铝合金之外，波音757在机翼上蒙皮、下蒙皮、下翼面桁条和翼梁等部位采用了7150-T651、2324-T3951及2224-T3511等三种先进铝合金，有效实现结构减重。
与波音系列飞机相比，空客A320的复合材料用量较大，采用了全复合材料尾翼，机身和机翼蒙皮则采用了2090、8090等铝锂合金，并大量采用自动化整体制造技术。图204作为图154的后继机型，广泛采用先进铝合金以实现减重，如1163铝合金和1420铝锂合金。
第五代客机：主承力结构应用复合材料
第五代大型喷气客机的主要特征是广泛采用电传操纵、液晶平板显示器，复合材料在主承力结构上开始应用，代表机型有美国的波音777、空客A330/340、俄罗斯的伊尔96等。
A330/340是空客公司于1987年同时开始研制的两款双通道宽体客机，A330和A340在尾翼、操纵面、整流罩、客舱地板等部位均采用了复合材料。其中，A340复合材料用量约占结构重量的8%。
20世纪90年代开始研制的波音777代表当时国际大型客机复合材料结构应用的最高水平。波音777不仅把复合材料应用在地板梁等结构上，而且还应用于垂尾和平尾等主承力结构部位，复合材料用量占结构总重量的10%左右，面积约占机体表面的35%。
俄罗斯的伊尔-96飞机是在伊尔-86基础上发展的四发大型喷气客机，其复合材料用量较少，仅应用于客舱地板等部位。
第六代客机：新材料用量创历史新高
第六代大型喷气客机的主要特征是采用更高涵道比的新一代涡扇发动机、综合模块化航电设备、增强视景和三维合成视景系统等先进技术，代表机型主要有美国的波音787、空客A380和A350XWB等。
A380作为超大型客机，复合材料的用量重达30吨，占结构重量的25%，应用的主要部位有中央翼盒、机翼前缘、翼肋、机翼后缘操纵面、机身上蒙皮壁板、上舱地板梁、后承压隔框、机身尾段、尾翼、机身机翼整流罩和起落架舱门等。此外，A380采用的全钛合金发动机吊挂也属于超前的新材料。
A350 XWB是空客研制的新一代双发宽体客机。在2004年底空客最初宣布的方案中，A350的复合材料用量约占40%。此后，迫于用户的压力和波音787取得的市场成功，A350先后经过6次结构选材和设计修改。
在空客2006年12月提出的A350XWB方案中，机身结构的复合材料用量上升到53%，这一比例高于波音787。A350XWB的选材方案在一定程度上继承A380结构方案的同时，又有新的发展。
A350XWB的中央翼盒和外侧翼盒均采用碳纤维复合材料，几乎整个35m长的机翼全用碳纤维复合材料制造，复合材料面积高达约442m2，在同类型飞机机翼中复合材料使用面积最大。A350XWB的机身由4块碳纤维复合材料蒙皮壁板连接而成，每块壁板的厚度及纤维铺设方向根据具体载荷要求进行优化，这与波音787采用的整体缠绕技术截然不同。
值得一提的是，由于技术方面的原因，俄罗斯在支线喷气客机SSJ-100飞机上的复合材料用量很少。近几年，俄罗斯通过国际合作快速实现液体成型技术在单通道大型喷气客机MS-21飞机机翼和中央翼的成功应用，实现了跨越式发展。
回顾现代大型喷气客机结构材料的应用与发展，可以看出，每一代飞机所选材料都与当时航空材料技术的发展密切相关。代与代之间的联系可以总结为继承性和创新性，即在以往机型选材经验的基础上实现突破创新，实现飞机先进性和研制风险的协调统一。
波音787飞机作为历史上第六代大型喷气客机的代表，复合材料和钛合金的用量均创历史新高。其中，复合材料用量占结构重量的50%，飞机表面可以看得见的部件，基本上采用的都是复合材料。此外，波音787上15%的钛合金用量，也创了大型民机钛合金应用的历史新高。
复合材料和钛合金等新型材料的大量应用，使波音787的结构效率进一步提高。波音公司宣称，通过大量采用新材料，波音787的燃油消耗便可降低约3%。
自20世纪50年代初喷气客机问世以来，已经大约经历了六代民机的发展。差不多每隔10年左右就会出现一批具有不同技术特点的大型民机，而先进材料在每一代大型民机上的应用也充分诠释了“一代材料，一代飞机”。
第一代客机：以传统铝合金为主
第一代大型喷气客机的主要特征是后掠式机翼布局和模拟式航电设备，代表机型有英国的“彗星”、法国的“快帆”、美国的波音707、道格拉斯公司的DC-8以及前苏联图波列夫设计局的图104等。
这一代飞机的结构采用静强度刚度和“安全寿命”的设计理念，主要选用以2024和7075为代表的传统铝合金。从这一代飞机开始，全铝合金半硬壳式机身成为了现代大型喷气飞机的“标配”。
波音707是世界上第一种取得商业成功的喷气客机，其主结构采用了2024-T3、7075T6、7178-T6和7079-T6等传统铝合金。然而，作为世界上第一种喷气客机，英国“彗星”号发生了一系列事故，使得“安全寿命”的设计理念受到怀疑，从而萌生了“破损安全”的设计理念。
第二代客机：开始应用复合材料
第二代大型喷气客机的主要特征是采用低涵道比涡扇发动机、分立式机电仪表，开始使用电子显示仪表，代表机型有英国的“三叉戟”、美国的波音727、737和道格拉斯公司的DC-9、前苏联的图-154等。
这一代飞机的结构开始采用“破损安全”的设计理念，波音727的升降舵、波音737的扰流板和平尾等次承力结构开始采用复合材料，以实现结构减重。
波音727的复合材料升降舵翼展5.26m，根弦1.24m，梢弦0.53m，蒙皮采用蜂窝夹层板以减少翼肋数目，从而达到减重的目的。波音727的复合材料升降舵比金属结构轻25.6%，加之配重也减轻，总体减重效果达到29%。
鉴于波音727飞机结构应用复合材料获得的良好效益，波音公司将复合材料应用范围逐渐扩展到波音737、747、767、777以及787等系列机型。
第三代客机：钛合金用量增加
第三代大型喷气客机的主要特征是采用高涵道比涡扇发动机和宽体机身，开始采用总线技术和电子显示仪表，代表机型有美国的波音747、DC10、L-1011以及空客A300等。
钛合金兴起于20世纪中叶，在第一、第二代大型喷气客机上还鲜有应用，而以波音747和空客A300为代表的第三代大型喷气客机的钛合金用量有了质的提升，约占结构重量的4%。
钛合金密度约为结构钢的60%，而强度接近结构钢，具有高比强度、高比刚度的优点，而且耐腐蚀性好。波音747的主起落架梁使用了Ti-6A1-4V钛合金锻件，重约1290kg，投影面积达4m2。
空客A300是空客公司推出的首款机型，以省油而赢得市场青睐。A300飞机较早地采用了Ti1023钛合金。Til023是专门为适应损伤容限设计原则而研制的钛合金，性能与飞机常用的30CrMnSiA高强结构钢相当，且具有较好的可锻造性。
第四代客机：选材有所突破
第四代大型喷气客机的主要特征是采用超临界机翼、数字化航电设备和主动控制技术，结构设计采用了损伤容限设计准则，代表机型有美国的波音757、767，空客A310、320，以及前苏联的图-204等。
从主结构选材上看，第四代大型喷气客机的合金钢、铝合金、钛合金和复合材料用量与上一代飞机大体相当，但各有千秋。除了2024和7075等传统铝合金之外，波音757在机翼上蒙皮、下蒙皮、下翼面桁条和翼梁等部位采用了7150-T651、2324-T3951及2224-T3511等三种先进铝合金，有效实现结构减重。
与波音系列飞机相比，空客A320的复合材料用量较大，采用了全复合材料尾翼，机身和机翼蒙皮则采用了2090、8090等铝锂合金，并大量采用自动化整体制造技术。图204作为图154的后继机型，广泛采用先进铝合金以实现减重，如1163铝合金和1420铝锂合金。
第五代客机：主承力结构应用复合材料
第五代大型喷气客机的主要特征是广泛采用电传操纵、液晶平板显示器，复合材料在主承力结构上开始应用，代表机型有美国的波音777、空客A330/340、俄罗斯的伊尔96等。
A330/340是空客公司于1987年同时开始研制的两款双通道宽体客机，A330和A340在尾翼、操纵面、整流罩、客舱地板等部位均采用了复合材料。其中，A340复合材料用量约占结构重量的8%。
20世纪90年代开始研制的波音777代表当时国际大型客机复合材料结构应用的最高水平。波音777不仅把复合材料应用在地板梁等结构上，而且还应用于垂尾和平尾等主承力结构部位，复合材料用量占结构总重量的10%左右，面积约占机体表面的35%。
俄罗斯的伊尔-96飞机是在伊尔-86基础上发展的四发大型喷气客机，其复合材料用量较少，仅应用于客舱地板等部位。
第六代客机：新材料用量创历史新高
第六代大型喷气客机的主要特征是采用更高涵道比的新一代涡扇发动机、综合模块化航电设备、增强视景和三维合成视景系统等先进技术，代表机型主要有美国的波音787、空客A380和A350XWB等。
A380作为超大型客机，复合材料的用量重达30吨，占结构重量的25%，应用的主要部位有中央翼盒、机翼前缘、翼肋、机翼后缘操纵面、机身上蒙皮壁板、上舱地板梁、后承压隔框、机身尾段、尾翼、机身机翼整流罩和起落架舱门等。此外，A380采用的全钛合金发动机吊挂也属于超前的新材料。
A350 XWB是空客研制的新一代双发宽体客机。在2004年底空客最初宣布的方案中，A350的复合材料用量约占40%。此后，迫于用户的压力和波音787取得的市场成功，A350先后经过6次结构选材和设计修改。
在空客2006年12月提出的A350XWB方案中，机身结构的复合材料用量上升到53%，这一比例高于波音787。A350XWB的选材方案在一定程度上继承A380结构方案的同时，又有新的发展。
A350XWB的中央翼盒和外侧翼盒均采用碳纤维复合材料，几乎整个35m长的机翼全用碳纤维复合材料制造，复合材料面积高达约442m2，在同类型飞机机翼中复合材料使用面积最大。A350XWB的机身由4块碳纤维复合材料蒙皮壁板连接而成，每块壁板的厚度及纤维铺设方向根据具体载荷要求进行优化，这与波音787采用的整体缠绕技术截然不同。
值得一提的是，由于技术方面的原因，俄罗斯在支线喷气客机SSJ-100飞机上的复合材料用量很少。近几年，俄罗斯通过国际合作快速实现液体成型技术在单通道大型喷气客机MS-21飞机机翼和中央翼的成功应用，实现了跨越式发展。
回顾现代大型喷气客机结构材料的应用与发展，可以看出，每一代飞机所选材料都与当时航空材料技术的发展密切相关。代与代之间的联系可以总结为继承性和创新性，即在以往机型选材经验的基础上实现突破创新，实现飞机先进性和研制风险的协调统一。