飞机上的“蜂窝”——芳纶纸蜂窝夹层结构复合材料

减轻重量，是飞机设计制造的重要追求，能够赋予军用飞机更强的飞行性能、提升民航飞机的燃油经济性。但如果飞机上的板状零部件的厚度太薄，则会面临强度、刚度不足的问题。相比于增加支撑框架，在两层面板间添加轻质、刚性的夹芯材料能够在不显著增加重量的情况下，大幅提升承载能力。

在玻璃纤维增强环氧树脂（玻璃钢）制成的蒙皮内外表面之间填充一层轻木或者泡沫塑料芯材。轻木也是最早用在飞机上的夹芯材料，例如二战期间著名的木质飞机——英国蚊式轰炸机，由两层桦木夹一层轻木的胶合板制成。

在现代航空工业中，所采用的芯材包括蜂窝结构和泡沫塑料。看似柔弱的蜂窝，却能承受重卡的碾压，因为稳定的蜂窝状网格结构阻碍了屈曲变形，这和瓦楞纸制成的纸板箱具有很强抗压能力的原理是一样的。

铝是飞机上应用最多的金属，采用铝合金面板+铝蜂窝夹芯的结构也就顺理成章。

这是一段VFW614型飞机的机翼，其机翼后缘和扰流板由铝蜂窝结构直接做出相应的造型。

顺便提一嘴，这个VFW614是一款发动机架在机翼之上的奇葩，由西德的联合航空技术-福克（VFW-FOKKER）飞机公司研制，是一款载客40人的短程客机，1971年首飞，是西德在第二次世界大战后首次开发喷气式民航客机（东德的尝试是1958年首飞的巴德152型客机）。这款飞机并未取得商业上的成功，总共只制造了13架，但仍堪称德国航空工业的里程碑。之后更为人称道的故事，就是法德合作的空中客车公司与美国波音公司的分庭抗礼。

当复合材料被越来越多地应用于飞机制造，铝蜂窝能不能也被取代呢？

国外于1967年开始芳纶的工业化生产，而我国的芳纶产业起步于上世纪80年代，曾与国外有较大差距，面临国外企业的技术封锁，芳纶纤维和芳纶纸长期依赖进口。烟台民士达（生产氨纶和芳纶的泰和新材的子公司）与陕西科技大学的制浆造纸工程教授张美云合作，打破国外垄断，实现芳纶纸的国产化，目前国内还有超美斯新材料、深圳昊天龙邦复合材料公司等能够量产芳纶纸。

正是当代蔡伦的努力，让中国飞机拥有轻盈强健的身躯。