更新时间：2024-09-21 10:40
航空材料研究院是俄罗斯的国家级科研机构，拥有雇员700人，下设11个分部。每个分部下设5 — 6个研究室。主要科研活动包括：航空航天材料和基础原料的研究；新材料的探索研究、基础研究和新材料测试，以及航空发动机、飞机、飞艇和航空仪表生产工艺研究；航空航天材料在飞机及其发动机、航天器和运载工具上的应用研究；制定航空航天材料标准。
全俄航空材料研究院具体研究内容包括合金理论；疲劳断裂机理；结构钢和结构合金；铝合金、钛合金和镁合金；、钛和高强度钢等合金的焊接工艺；聚合物和金属基复合材料、隔热材料及耐磨损材料等；提高材料性能的途径和测试方法；制定合金和非金属材料无损检测及力学试验方法。
全俄航空材料研究院，航空工艺研究院以及奥布林斯克研究及生产企业与俄罗斯航空工业设计局开发了碳纤维增强复合材料生产及产品制造技术。
1976年，巴拉科沃纤维联合股份公司开始了碳纤维复合材料的批生产。此后，全俄航空材料研究所开发了20余种力学性能、工艺性能和工作范围不同的结构用碳纤维复合材料。近年该研究院对碳纤维复合材料的性能进行了很大改进，最多改进了2倍。拉伸强度提高200MPa、压缩强度150MPa，剪切及疲劳强度达到500MPa，弹性模量达到200GPa，工作温度可达到400℃。
与此同时，全俄航空材料研究院还与俄罗斯科学院及航空工业的一些主要设计局研究解决了碳纤维复合材料及其制品生产中的各种基础理论、应用、工艺及管理方面的问题，同时解决了用这些材料来设计、试验及在零件上应用方面的问题。
全俄航空材料研究院与中央空气动力学研究院及航空航天工业的主要设计局共同努力积累了用碳纤维复合材料设计、制造及应用方面的经验。
在俄罗斯一些飞机制造企业建立了碳纤维复合材料生产车间，有乌里扬诺夫航空生产联合企业、沃尤涅茨飞机制造联合股份公司、鲁克霍维茨机械制造厂、库默塔阿申涅耶夫航空生产协会以及奥布林斯克研究及生产企业。这些生产单位都配备了专用的生产设备。例如，预浸带及织物预浸装置、壁板及大尺寸结构的自动铺带设备、可在15个大气压及300℃进行固化的大尺寸热压罐、纤维缠绕机、拉挤机以及超声无损检测设备。这些设备都属现代化的设备。
碳纤维复合材料在俄罗斯飞机上的应用过程与西方基本相似，首先在安-24、安-22、雅克?40和伊尔-86等飞机上用于一些次要结构件以考验其性能，得到的数据表明碳纤维复合材料有良好的可靠性及减重效果。于是逐渐扩大应用到新一代飞机上如米格战斗机29上，用量占飞机结构重量的7%，用于垂尾，减速板等次要结构，用量已超过F-16战斗机飞机。起飞重量超过美国C-5A的安-124远程运输机是成功应用复合材料的另一例子，全机用了5500kg复合材料，1500m2机体表面采用了复合材料，单此一项可减重1800kg。其他如安-72、安-225运输机、图-160轰炸机、雅克-42固定机翼干线飞机；苏29和苏-31体育飞机；俄罗斯米-28浩劫武装直升机、卡-32直升机以及Д-36、Д-18、ПС-90涡轮发动机都用了大量复合材料。
正在开发的新一代机种，复合材料用量更大。值得一提的有雅克-141战斗机，其复合材料用量达到26%，用于机翼、尾翼及部分机身。与AV－8B的水平大致相当。
根据俄罗斯新近出版的资料分析，S－37复合材料的用量占结构重量的21%，由于它是前掠翼战斗机，机翼90%采用了复合材料，实现了气动弹性剪裁，即当机翼前缘在升力作用下向上弯曲时，通过复合材料铺层控制可使前缘向下扭转。在这种情况下，如果采用金属机翼则有可能产生结构上的破坏。此项技术在80年代中期的X-29及90年代的苏霍伊航空集团验证机上得到验证。在1.42战斗机上，复合材料用量在原型机上占16%，在生产型上占30%。
另一个引人注目的是卡-50武装直升机上的复合材料的应用。卡-50是苏联根据阿富汗战场的经验研制用来代替米-24的机种，要求机体90%部位能抗12.7mm机枪的射击，它的主承力机身结构及旋翼都用了碳纤维复合材料，卡-50的装甲座舱安装在复合材料盒形梁上，梁是一个主承力构件，由5层复合材料制成，外层为10mm厚的碳/环氧，内外两层为20mm的芳纶/环氧，两者之间的一层为15mm的Nomex蜂窝/环氧，整个厚度达75mm。据报道，卡-50武装直升机可以抗12.7mm机枪及23mm航空机炮的射击。
在西方武装直升机上，复合材料用量也不少，但像卡-50那样在机身上用如此多复合材料还不多见。复合材料在卡-50的结构重量中占3%～5%，而西方直升机上的防弹标准只是针对7.62mm机枪设计的。
由于复合材料特别是碳纤维复合材料在俄罗斯机种上的使用，减少了50%的构件数，取消了部分钻铆工序，减少12%～15%的劳动量，生产周期缩短20%～50%。
Ⅰ飞机结构重量成比例下降，Ⅱ连锁效应，
Ⅲ复合材料经济可行性，Ⅳ飞机性能全面改进
图2 俄罗斯飞机复合材料用量
复合材料引入飞机的直接效果自然是减重，减重的大小又取决于复合材料的力学性能及其在结构重量中所占的百分比，这个百分比在俄罗斯飞机上已达到30%左右，不久可能达到40%。如果按体积计，60%将可能是复合材料；机体表面的80%是复合材料。
复合材料在飞机结构重量比中占多少为宜？据报道，这主要取决于使用的可行性即经济性。这里有一个最低的即临界的极限，此极限取决于飞机的类型及其所承担的任务，因此其伸缩范围大。例如对机体来说，这个极限下限为20%～25%。超过临界极限就可产生减重的连锁效应：表现为飞机起飞重量减少，从而降低发动机功率，导致发动机重量的减少，从而降低油耗及燃油重量。这样一来降低了起落架的载荷从而降低其构件重量。而发动机、起落架、燃油箱重量的降低又会改善气动阻力系数，进一步降低油耗，使飞机结构重量进一步降低。连锁效应的结果最后使飞机起飞重量进一步再降低。
图2所示为俄罗斯机种上的复合材料的力学性能及其在飞机结构重量百分比(G复/G飞机)与飞机减重(G飞)之间的关系。图中的R为单层碳纤维复合材料的强度。从图中可以看出，像米格－29这样的飞机，使用的复合材料强度只有1000MPa，减重效果不大，材料强度1500MPa才开始有减重的连锁效应(伊尔96-300)，图中的影线为“临界极限”区，减重效应有重大的增加(如S-37那样)。强度达到3000MPa，飞机性能全面改进。
在全俄航空材料研究院，目前正在对碳纤维复合材料成分及结构进行改进，研究了纳米技术，隐身材料技术以及环保节能技术，从而导致开发出一系列新的层合板材料及混杂纤维复合材料，这些材料将在21世纪获得应用。