空客公司设想的氢燃料概念飞机是该公司ZEROe计划的一部分。氢能将存储在机身后部。图片来自：空客公司
燃烧氢能驱动的商用飞机，发展前途在2020年突然变得十分“迫切”。2020年6月，法国政府出台的总价值170亿美元的新冠疫情救助计划，与欧洲洁净天空2发布的“氢动力航空”研究报告的总目标挂钩。法国航空公司也表示，到2024年，将致力于将法国境内航班的CO2排放量减少为目前的一半。7月，空客公司首席执行官Guillaume Faury在接受《航空周刊》的采访时确认，首架“零碳”飞机EIS将在2035年问世。根据它的预计，该项目将于2027-2028年真正开始启动，2025年前将使必要的技术快速成熟。
2020年9月，空客公司宣布启动其ZEROe计划，该计划包括三种飞机概念，均由氢驱动：
概念1：涡扇发动机飞机设计，载客量120-200人，其航程超过3704千米，可以在一定程度上完成洲际飞行，使用改良的燃气涡轮发动机，利用燃烧氢产生能量提供动力，不会再使用传统航空燃料。液态氢将通过位于机身后压力舱壁后面的压力储氢容器进行贮存和分配。
概念2：涡桨发动机飞机设计，载客量最大可达100人，使用涡轮螺旋桨发动机代替涡扇发动机，依然通过改进燃气涡轮发动机实现氢燃烧动力支持，配备该发动机的飞机能够行驶超过1852千米，因此是短途和支线航行的理想选择。
概念3：“翼身融合”设计，载客量最大为200人，其中机翼与飞机的主体合并，其航程与概念1相似。超宽的机身为氢能的贮存和分配以及机舱布局提供了多种选择。
不过，氢作为主要燃料的可行性，极大程度上取决于新兴的各类运输、传送及存储技术的迅速发展。将这类技术完全实现商业化并非易事，目前工程人员已经进行了各种尝试。2020年7月，美国ZeroAvia公司完成了对一款单发、6座、名为pipe飞机的飞行测试，该机经过改装后使用压缩氢气作为能源。此后，该公司计划在美国境内相同的飞行测试路线座双涡轮螺旋桨飞机Dornier Do 228进行相同的测试，计划在2023年使这类20座级别的氢燃料飞机完成约804千米（500英里）航程的飞行。2020年8月，美国环球氢能公司宣布可为50座级飞机提供双储能燃料容器模块，有望在2024年前后在区域航空、仓储物流运输和基础设施建设等领域实现商业化。
如果以氢能源为动力的航空飞行真正的完成，那么它最可能首先在支线飞机中实现。之后是单通道飞机，如A220和A320等。最晚实现氢动力飞行的飞机将会是以A350为代表的远程宽体机型。
复合材料在储氢系统中使用的最大挑战之一是贮存液态氢燃料时需要面对的极低温要求，空客公司称这是其在ZEROe计划要解决的最要紧的麻烦。另一大挑战是在飞机飞行过程中，随着飞机高度的升高和降低，外部环境压力发生明显的变化，对储氢容器的压力也发生了潜在变化。因此，若要在2035年前使氢动力飞行成为现实，都必须消除以上述两大挑战为代表的重大技术障碍。
作为DLR研究使用液态树脂灌注法制造耐压舱壁板的一部分，机器人会拾起大尺寸碳纤维织物层并将其放入模具中。图片来自：德国航空航天研究中心（DLR）结构与设计研究所
复合材料通常被认为是金属材料的竞争者，但在航空航天领域，复合材料也会与自身展开竞争。其中最典型的一个例子就是热固性复合材料与热塑性复合材料。热固性复合材料已经证明了其在航空航天领域中具有广泛可靠的成功应用经验；而热塑性复合材料，尽管在工业界十分常见，但在大型航空一级结构件中的应用历程并不长。近年来的一些研究对两种材料及其相关工艺进行了详细的对比。
在德国奥格斯堡，德国航空航天中心（DLR）结构与设计研究所下设的轻质产品技术中心（ZLP），对比了双通道空客A350液态模制的热固性后压力隔板（RPB）与单通道A320的热塑性后压力隔板。两个项目均与一级结构供应商德国PAG公司（Premium Aerotec Group）合作，并在评估生产周期与制造成本的同时，还验证了其自动化生产制造能力。
两个项目的最终成果尚未出炉，但却很具有应用前景。热固性树脂灌注工艺在减少相关成本方面显示出了巨大潜力，不过这种潜力需要某些特定的程度上部署自动化生产制造能力以承担先期成本，才能够兑现。热塑性复合材料的制造工艺使结构重量从41千克减少到35千克，工艺和装配时间减少了75%，部件总成本减少了10%以上，不过该技术要进一步成熟才会被更多的应用到大型航空结构部件生产中。
城市空运交通（UAM）目前正处于起步阶段，不过这一领域对于航空复合材料行业而言可能非常非常重要。按照目前的发展的新趋势，城市空运交通正在迅速崛起，成为复合材料制造业中自动化和工业化的重要驱动力。UAM飞行器一般指准乘2-6人的小型的旋翼飞行器或固定翼飞机，由电池驱动，能够垂直起降，可人力驾驶，也可无人驾驶。UAM飞行器一般被设计作为城际间的空中货运交通工具，此外也可成为一种全新的客运交通工具，提供空中出租车服务。
如今已经有超过100家公司正专注于开发用于空中出租车或空中货物运输服务的UAM飞行器，但是只有少数公司获得了充足的资金生产原型机或演示验证机。几个典型的公司分别是：美国Beta科技（BetaTechnologies），中国亿航（EHang），美国Joby航空（Joby Aviation），德国Lilium，斯洛文尼亚Pipistrel，德国Volocopter和美国威斯克（Wisk）。上述厂商都在其工艺中普遍的使用了复合材料，但是鉴于每家厂商都还仍处于原型机制造阶段，因此制造工艺主要还是传统的手工铺放成型。不过随着产品的迭代发展和技术的进步，自动化的生产方式终将应用其中。
空中出租车服务业务的领导者之一是优步公司（Uber），该公司创建了空中乘车共享服务Uber Elevate。Uber Elevate目前已与多个UAM制造合作伙伴签约，后者将为该公司制造适用的飞行器。这些制造合作伙伴包括极光飞行科学公司（Aurora Flight Sciences）、贝尔公司、巴西航空工业公司、现代公司、Jaunt航空公司、Joby航空公司、Overair公司和Pipistrel垂直起降解决方案公司。
优步的设计和结构负责人Mischa Pollack在CAMX 2020的演讲中表示，该公司预计2023年将在几个主要城市对其服务进行初步验证，然后计划于2026年推广扩张，最后在2028年开始做大规模推广。至2035年，Uber Elevate预计将在50多个国家的主要市场中提供空中乘车共享服务，每年UAM飞行器的需求量将达到10000架。这一数字虽然接近了商用航空制造的速度，但仍需要复合材料制造业的升级才可以在一定程度上完成更大的发展。
那么，怎样的升级才能够很好的满足需求呢？按照Mischa Pollack的期望，复合材料行业应尽快落实多年来一直倡导和期待的工业化路线吨的高模量/高强度碳纤维的产出，可通过ATP/AFP工艺提高复合材料制造的自动化程度，扩大使用压制成型和拉挤成型工艺；战略性地推广适用纤维增强的增材制造、自动粘接和焊接、实时结构在线监测，减少或降低原材料的使用和浪费；增加了对低能耗材料的使用；加大力度使用可回收材料，积极推动可持续能源、材料和工艺策略的应用。目前看来，复合材料行业完成上述全部工作，大约还需要5年左右的时间。
2020年，有两家公司正在开发全新的超声速客机的公司备受瞩目。其一是美国Boom Supersonic公司，另一家是美国Aerion公司。2020年10月7日，Boom推出了XB-1超声速飞机，这是其主打产品“序幕”（Overture）超音速喷气机的三分之一缩比演示验证机。大量使用复合材料的XB-1将展示和验证“序幕”的多项关键技术，Boom公司的几个阶段目标分别是：在2022年前建造完成演示验证机，在2025年正式推出“序幕”量产机，并计划在2029年前开始投入运营。XB-1将计划于2021年在美国加州莫哈韦进行飞行测试，在此之前，该机将完成目前正在进行的大量地面测试项目。同时，Boom表示将最终确定“序幕”的推进系统，并进行风洞测试以验证飞机结构设计。“序幕”的最高速度预计为2.2马赫，巡航高度为19354米（60000英尺），载客量为55-75人。如果一切顺利，旅客乘坐该机从悉尼飞往洛杉矶仅需7个小时，从华盛顿特区飞往伦敦仅需3.5个小时。
Boom超音速飞机XB-1是该公司开发的“序幕”（Overture）超音速飞机的三分之一缩比的演示验证机。图片来自：Boom公司
美国Aerion则正在开发AS2公务机。该机可容纳8-10名乘客，其超声速巡航速度为1.4马赫。该机有望实现4小时内从纽约飞抵伦敦，在短短7个小时内实现从伦敦飞往北京。Aerion公司于2019年末宣布，GKN航宇公司将为AS2研发尾翼，赛峰将设计发动机机舱、制动系统和起落架。2020年7月，Aerion与斯普利特航空系统公司签署了一项备忘录协议，扩大斯普利特公司在AS2项目研发中的作用，包括前机身等部件的生产等。作为协议的一部分，斯普利特公司承诺对AS2进行更多的投资，并增加了用于AS2复合材料前机身设计的工程资源。
第一，坚持加强未来技术储备。以航空航天工业为代表的高端复合材料制造业，依然是技术推动型产业。无论是波音、空客等航空工业主承包商，还是斯普利特、GKN航宇等复合材料制造商，都不遗余力的加强在复合材料新技术方面的投入。虽然疫情影响了投入的力度，但厂商们似乎达成了共识，在新技术的研发和投入方面没有放慢脚步，反而由于疫情的影响扩大了合作，为共同维持复合材料制造技术能力和供应链完整性做出努力，以期厚积薄发，在疫情缓解后的市场中占据优势。
第二，坚持低成本制造技术的应用。疫情带来的影响是显而易见的，高端制造业颇受打击。昂贵的、低效的制造技术很可能在重大灾难面前“不堪一击”，高效率、高质量、低成本的制造技术必然是复合材料制造业的发展的新趋势。自动化制造技术的大面积应用、非热压罐技术（OOA）的进步，还是热塑性复合材料及制造技术的推广，疫情的爆发让上述技术的应用、发展和推广进程进一步加快。
第三，新能源、新材料、新应用加大了对复合材料的需求。航空航天领域对复合材料的应用，带动了一些新兴技术领域的发展。这些新兴领域同样需要大量应用复合材料，这就形成了一种产业循环。例如，不断追求绿色航空的需求，推动了以氢能为代表的清洁能源在航空领域的应用，氢能的贮存问题，推动了压力储能容器行业的发展，而这一领域恰恰是对于高端复合材料的应用需求较为迫切。再比如城市交通的拥堵和航空民用技术的低成本化，推动了城市空中交通的发展，无论是应用于货运还是客运，城市空中交通飞行器也慢慢的变成了了近年来航空行业发展的新市场，这类小型的载荷飞行器属于典型的“复合材料密集型”产品。
因此，总的来看，疫情对于高端复合材料市场存在一定的冲击，但随技术的进步、成本的降低和新兴市场应用需求的增加，航空航天复合材料市场有望在疫情缓解后迅速实现复苏，继续保持较快的发展速度。
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