早在 20 世纪 50 年代，玻璃纤维增强复合材料已用于直升机机体结构非承力构件，如整流罩和检查口盖等，应用十分有限。

复合材料在直升机上突破性的应用进展是 20 世纪 60 年代联邦德国 MBB(Messerschmitt Bolkow Blohm) 公司 ( 现为欧洲直升机公司德国分部 )BO-105 、法国宇航 (Aerospatiale) 公司 ( 现为欧洲直升机公司法国分部 ) “小羚羊” SA341 和俄罗斯卡莫夫公司的卡 -26 等直升机玻璃纤维增强复合材料旋翼桨叶研制成功，证实复合材料的突出优点，优异的疲劳强度、多路传载、缓慢的裂纹扩展特性和简便易操作的模压成形工艺，在旋翼桨叶上得到了充分的发挥。而纤维增强复合材料性能的弱点，低的层间剪切强度、性能对环境因素的敏感等，并没有给旋翼桨叶设计和应用带来不利影响。

金属桨叶的使用寿命一般不超过 2000h ，而复合材料奖叶的寿命可达 6000h 以上，甚至无限寿命，并能做到“视情维修”。这不仅提高了直升机的安全性，而且使奖叶的全寿命使用成本大幅度下降，由此带来了可观的经济效益。复合材料简便易操作的模压固化成形工艺和强度、刚度 ( 含阻尼特性 ) 的可剪裁设计，使旋翼桨叶设计能够更有效地进行气动外形改进与优化及旋翼结构动力学特性的优化。从 20 世纪 70 年代开始，新翼型的研究，出现了一系列高性能的直升机桨叶翼型。新桨叶翼型的特点是，翼型由对称变为全弯曲、非对称，翼型的最大升力系数及临界马赫数大大提高、阻力系数减小、力矩系数变化不大。旋翼桨尖形状的改进，从矩形改为后掠、尖削桨尖、抛物线后掠下反桨尖到先进的薄后掠 BERP 桨尖，大大改善了桨叶的气动载荷分布、桨涡干扰、振动及噪声特性，提高了旋翼效率。

不仅如此，设计人员还开展了旋翼桨叶空气动力学和结构动力学多学科综合优化设计，将复合材料优化设计与旋翼优化设计相结合，实现了桨叶性能、减振降噪的优化设计目标。因此， 20 世纪 70 年代后期，新研的直升机几乎都采用复合材料桨叶，同时对老型号金属桨叶采用复合材料桨叶进行替换改造，取得了十分明显的成效。

奖毂的复合材料化相对奖叶困难要大得多。法国宇航公司于 20 世纪 70 年代后期研制成功的层压复合材料星形柔性桨毂是复合材料在旋翼桨毂上应用的首次突破性进展。“海豚”直升机星形柔性桨毂与“云雀 "II 直升机铰接式桨毂相比较，桨毂零件数目减少了近 80% 、重量减轻 45% 、相对成本降低 65% 。美国贝尔公司和波音公司研制的纤维缠绕环套式桨毂，大大减轻了桨毂重量，并提高了安全性和可靠性。

欧洲直升机公司研制的纤维缠绕内、外环式桨毂盘实现了多路传载，更加安全可靠。主要结构件采用复合材料的球柔性铰接式桨毂，同星形柔性桨毂相比，其结构更加简单紧凑，只需视情维护，重量又可减轻 10% ，成本更低。整体式的桨毂 / 旋翼轴组件使直升机当量废阻面积减少 19% ，每千米耗油量下降 10% 。复合材料奖毂的最新研究成果是以复合材料制成的柔性梁的变形实现桨叶的挥舞、摆振、变矩运动的无轴承桨毂结构。无轴承桨毂是旋翼技术的重大突破性飞跃，现已成功用于 EC-135 和 RAH-66 旋翼结构设计。

直升机机体结构采用复合材料主要考虑：直升机外形曲面复杂，但结构受载并不是很大，适合采用复合材料加工成形，以提高结构损伤容限，使用安全、可靠；运输类直升机和武装直升机都对机体结构提出了采用复合材料减重的要求；耐坠吸能结构、隐身结构设计的需求。为此， 1979 年美国陆军航空应用技术研究所制订了“先进复合材料机体计划”，即 ACAP 计划。从 20 世纪 80 年代的西科斯基 S-75 、贝尔 D292 、波音 360 、欧洲 MBB 的 BK-117 等全复合材料机身的直升机相继试飞发展到 2016 年贝尔直升机公司成功对接 V-280 复合材料机翼和机身，全复合材料机身的直升机发展获得了长足进步。与铝合金原准机相比，在机身重量、生产成本、可靠性和维护性等方面均有可观的效益，达到了 ACAP 计划指标要求，如表 1-3 所列。据此，有专家认为，用复合材料机体结构取代铝合金机体结构的意义与 20 世纪 40 年代用金属结构取代木材帆布结构相当。

当然，复合材料在机体结构上的用量与直升机的设计技术 ( 性能 ) 指标密切相关。目前，中型和重型武装直升机复合材料用量占机

体结构重量的 30%~50% ，军 / 民用运输类直升机复合材料用量则高一些，达 70%~80% 。复合材料在机身结构上首先用于尾梁、垂尾和平尾等构件上，一是为了减重，二是涵道垂尾等复杂曲面采用复合材料易于成形。耐坠吸能结构也采用复合材料实现减重。轻小型直升机结构简单、受载小、壁薄，采用复合材料可能并不一定经济。