飞机按组成结构可以分为机体、机载系统、动力系统及其他。
机体结构可分为前后机身、中机身、机头、机 翼、尾翼等。机载系统包括航电系统、机电系统、起落架系统等。机体按照产业链上下游可分为材料和制造，机身所需材料主要是复合材料、铝合金、钛合金、超高强度钢， 制造工艺主要包括锻造、机加工、复合材料加工、总装集成等。发动机按照产业链上下游可分为材料和制造， 发动机所需的材料主要包括高温合金、碳纤维复合材料、CMC 复合材料、钛合金、高强度钢等，制造工艺主要包 括锻造、铸造、3D 打印、复合材料加工、总装集成等。 机载系统中的航电系统又可分为导航系统、通信系统、综合监视系统、机舱通信系统、显示系统、飞行控 制系统、飞行记录系统、机组告警系统等。机电系统可分为液压系统、电气电源系统、环控系统、燃油系统、辅 助动力系统、氧气系统、救生系统、防冰系统、火警探测与灭火系统等。起落架刹车系统可分为起落架系统、 机轮、轮胎、刹车系统。
从重量拆分来看，典型的窄体客机空机重量占最大起飞重量比为 53-60%左右，如波音 737-800 的空机重量 占最大起飞重量比约为 53%左右，其他重量为有效载荷和燃油。空机重量中机体重量占比最大，约为空机重量 的 55%。接着是动力系统，占到 13-15%，机载系统、运营物品和内饰则分别占到机体重量的 13%、9%和 7% 。
从价值量拆分来看，发动机和机载设备虽然重量占比不高，但是价值量占比较大。机体价值量占飞机制造 成本比约为 30-35%，发动机占比约为 25-35%，机载设备及其他占比约为 35-45%。
飞机机体是构成飞机外部形状和主要受力的部分，通常由机翼、机身、尾翼、起落架构成，发动机在机身 外的情况下，发动机短舱也属于机体结构的一部分。机体制造在加工难度、精度、材料结构等方面的要求要远 高于一般的机械制造。 轻质化、耐高温、低成本、高强度、高模量是航空材料发展的主要趋势。航空材料的选择和应用是民用飞 机不断创新进步的重要力量，因此业内也有“一代材料，一代飞机”的说法。商用飞机为了能够同时满足航空 公司对飞机性能和经济性的需求和适航局对飞机安全可靠性的需求，围绕性能优先原则、先进性原则、成熟性 原则、经济性原则、环保性原则这五大原则进行发展，在结构材料的选择呈现出轻质化、耐高温、低成本、高 强度、高模量的趋势。轻质高强度结构材料能够显著降低结构重量和提高经济效益，在商业民机中，每减重 1 磅 将带来 800 万美元的经济效益。目前，飞机机体结构材料有铝合金、钢材、钛合金、复合材料等，且随着商用 飞机的发展和更新换代，呈现出复合材料、钛合金用量逐渐增加，铝合金、钢材用量逐渐减少的趋势。飞机机 体结构材料在历经一个多世纪的四个阶段的发展后，正在跨入以复合材料为主导，辅以铝合金和钛合金材料的 第五阶段。
机体结构根据其需能承受的载荷，对材料的要求也不尽相同。典型的机体结构包括机翼上下壁板、机身、 梁、框、肋、起落架、控制面。 机翼是飞机的主要升力面，需要承受最复杂和最高水平的应力。在飞行过程中，机翼向上弯曲，因此上壁 板被压缩，下壁板被拉伸。为了承受相关载荷，上下壁板需要选用高比刚度和比屈服强度的材料且需要具有良 好的抗应力腐蚀性能。另外，下壁板由于承受拉力，还需要有良好的疲劳性能和较低的疲劳裂纹拓展速率。 机身承受拉伸、压缩、弯曲、扭转载荷以及座舱压力等主要载荷，而这些载荷都是在拉伸状态下施加在机 身上，因此机身所选材料需要具有高比刚度、比强度和良好的抗腐蚀能力，同时因为机身承受拉力，机身材料 同样需要较高的疲劳性能和较低的疲劳裂纹拓展速率。 梁、框和肋均位于蒙皮下面，用于分配载荷，维持气动外形，同时增加结构的屈曲强度，因为这些部件承 受弯曲，其对材料的性能要求同上下壁板。 起落架需要承受较高的静态载荷和循环载荷，因此所选材料需要有较高的刚度和强度，同时需要有可接受 的抗应力腐蚀、抗疲劳性能和抗断裂能力，同时由于载荷日益增大，起落架存放空间逐渐减小，对起落架的体 积也有一定的要求。 控制面主要包括方向舵、升降舵、扰流板、副翼、襟翼。通常这类部件受载不大，因此这类部件可大量使用 复合材料设计。 目前机翼、机身、梁、框、肋、控制面均广泛采用铝合金和碳纤维等复合材料，起落架结构则主要采用钛和 钢。
铝合金由于其低密度、高比强度、高比刚度的特性，虽然拉伸性不如钢材，但减重效果明显。同时，铝合 金还具有良好的导热、导电、抗氧化、抗腐蚀性能，因此到目前为止，铝合金依然是民用飞机的主要机体材料。 目前飞机上常见的铝合金主要有 2xxx 系列、7xxx 系列和铝锂合金三种。 2xxx系铝合金属于 Al-Cu-Mg 系合金，被称为高强度硬铝，比 7xxx 系列铝合金强度低，但是耐热性、疲劳 特性，特别是抗疲劳裂纹扩展性要比 7xxx 系好。该系列铝常见为 2024 铝合金，随后在 2024 的基础上通过减少 Fe、Si 等杂质含量，相继研究出 2124、2224、2524 等新合金。 7xxx系铝合金属于 Al-Zn-Mg-Cu 系合金，具有高比强度和硬度、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性、优良的 加工性能。目前 7075 合金是最早应用且至今仍然广泛使用的超高强度铝合金，曾为飞机的结构和性能带来革命 性变化，普遍热处理状态为 T7 状态。随后在 7075 合金的基础上，研发出了 7475、7175、7150、7055 等合金， 并在全球各大客机中广泛运用。
铝锂合金具有低密度、弹性模量高、比强度高、比刚度高、疲劳性能好、耐腐蚀性及焊接性能好、耐高温 和超低温等一系列优点，可以部分替代铝合金。用它替代常规铝合金材料可以使构件密度降低 3%，弹性模量提 高约 6%，质量减轻 10%-15%，刚度提高 15%-20%。但由于其成本较高、室温塑性差、屈强比高、各向异性明显、冷加工容易开裂等缺点，目前主要应用于于机身框架、襟翼翼肋、垂直安定面、整流罩、进气道唇口、舱 门、油箱等次承力结构件中，我国国产大飞机 C919 在机身蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、边界梁、客舱地板 支撑立柱等部件都使用了第三代铝锂合金，占机身重量的 7.4%，获得综合减重 7%的收益。随着铝锂合金的不 断完善和发展，其被认为是为现代飞机设计中最具竞争力的结构材料之一。
钛合金由于其高强度、高耐疲劳性，良好的耐腐蚀性，因此经常被应用于起落架、悬挂点等对空间要求严 格的地方，此外钛合金还能用于温度对于铝合金过高的区域，例如用作防火隔板，将发动机与其他结构隔开。 除了作为飞机结构材料，钛合金还被广泛运用于航空发动机压气机叶片、盘和机匣等零部件。目前飞机上常用 的钛合金有 Ti-6Al-4V、Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5Si 和首次在 A380 平台上登场的 T-i5A-l5V-5Mo-3Cr-1Zr。 而合金钢拥有与钛合金相似的特性，因此也被用于对体积要求严格的地方，如起落架、悬挂点、齿轮和轴 承，一般用于所需拉伸强度超出钛合金拉伸强度范围的地方。目前常见的合金钢有马氏体不锈钢、铁素体不锈 钢、奥氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢和高强度低合金不锈钢。 碳纤维等复合材料具有密度低、比模量高、耐腐蚀和易于成型等优点，在飞机上用量呈现增长趋势。复合 材料由两种或多种材料组成，材料之间保持原来的物理和化学性能，可以根据需求设计成特定的刚度、强度和 密度。目前用于飞机机体的复合材料主要为聚合物基碳纤维复合材料，主承力结构主要采用 T800 级碳纤维/增 韧环氧材料，次承力结构主要采用 T300 级碳纤维/非增韧环氧材料，相较于其他材料，其具有密度低、比模量 高、耐腐蚀和易于成型等优点，但也具有层间强度低、冲击敏感、不导电、材料昂贵、寿命短和难回收等不足。 同铝合金相比，用碳纤维复合材料制造的飞机结构，减重效果可达 20%～40%。而随着复合材料技术的不断进 步，其应用场景越来越广泛，经历了（1）受力很小的前缘、整流罩等部件阶段；（2）受力较小的升降舵、方向 舵等部件阶段；（3）受力较大的平尾、垂尾等部件阶段；（4）主承力结构机翼、机身阶段这四个阶段。当前越 来越多的民用飞机开始大量采用复合材料，用量占比也从 20 世纪 60 年代的 B747 的 1%，增长到现在主流宽体 客机 A350 的 52%和 B787 的 50%。而我国国产大飞机的复材占比也从 ARJ21 的 2%到现在 C919 的 12%，并预 计 C929 的占比将达到 51%。
机载系统主要包括机电系统和航电系统。机电系统是指飞机上结合电气和机械设备的系统，用于控制和操 作飞机的各种功能。这些系统通常包括液压系统、环控系统、电气系统、燃油系统、第二动力系统、防火系统、 照明系统等。而航电系统是指飞机上用于导航、通信、监视和控制的电子系统，这些系统确保飞行的安全性和 效率。航电系统包括导航系统、显示系统、监视系统、飞行控制系统等。目前国际上主要的机载系统供应商主 要分布于美国、欧洲等地，我国目前的机电与航电系统与国外仍有较大差距，机电生产企业分布分散，缺乏核 心竞争力，而航电系统则主要依赖进口。机载系统是飞机实现各类功能与确保飞行安全高效的关键组成部分， 由机电系统和航电系统构成。其子系统功能也各有不同。 机电系统集成了电气与机械装置，各子系统协同运作，共同支撑飞机的各项功能： 液压系统利用液压油作为介质，通过压力传递原理，为起落架收放、襟翼调节以及飞行控制面的操作提供 动力源，确保飞机飞行姿态的精准控制。
环控系统通过对机舱内温度、湿度、气压等参数的精确调节，为乘客与机组人员营造舒适的座舱环境，确 保飞行过程中的人体舒适度。
电气电源系统为飞机上的电子设备、仪表以及照明装置提供稳定的电力供应，是保障飞机各系统正常运行 的关键基础设施。 燃油系统负责储存、管理并精确输送燃油至发动机，通过燃油流量的精确控制，保障发动机在不同工况下 的稳定、高效运行。
第二动力系统作为应急备用动力源，在主发动机故障或飞行中需要额外动力支持时启动，为飞机提供必要 的动力保障，以确保飞行安全。
救生系统配备降落伞、救生筏、应急滑梯等应急设备，在紧急情况下为乘客与机组人员提供生命安全保障。 防火系统运用火灾探测技术，实时监测飞机内的火灾隐患，一旦发现异常，迅速启动预警机制，并通过灭 火装置进行火灾扑救，以保障飞机在飞行及地面停放时的安全。 照明系统涵盖机内照明与机外航行灯、着陆灯等，机内照明为机组人员提供操作所需的可视环境，机外照 明则满足飞机在夜间及低能见度条件下的航行与着陆需求。 EWIS 线缆系统作为飞机各系统间信号传输与电力分配的载体，通过线缆网络实现各系统间的信息交互与 协同工作，保障飞机系统的整体性与功能性。
航电系统作为飞机的核心电子控制系统，对飞机的安全、高效飞行起着关键作用： 通信系统采用先进的通信技术，实现飞机与地面控制中心、其他飞机之间的语音与数据通信，保障飞行过 程中的信息畅通。 监视系统通过传感器网络，实时监测飞机自身状态、周围空域交通状况以及气象条件，及时发现潜在风险 并发出预警，保障飞行安全。 显示系统将飞行过程中的各类数据、导航信息以及飞机状态信息进行实时处理与显示，为机组人员提供直 观、准确的信息展示，辅助其飞行决策。 飞行控制系统依据飞行员指令或预设的自动飞行程序，对飞机的姿态、高度、速度等飞行参数进行精确控 制，确保飞机飞行的稳定性与操控性。 导航系统综合运用卫星定位、惯性导航等技术，为飞机提供精确的位置、航向与速度信息，引导飞机按预 定航线飞行，确保飞行路径的准确性。 机组告警系统通过通过视觉、听觉以及触觉的方式，为飞行机组提供不安全飞行状态和飞机系统故障状态 下的告警。 飞行记录系统对飞机飞行过程中的关键数据以及驾驶舱语音信息进行实时记录，为事故调查与飞行安全分 析提供重要的数据支持。
航空发动机作为飞机上最重要的部分之一，由于高技术、高投入、长周期、高风险等特点，其研究及制造 拥有极高的门槛。在投入与技术门槛上，以 GE 为例，其每年都会拿出营业额 10%～15%的经费，数额高达十几 亿甚至几十亿美元，用于飞机发动机先进技术的研究与开发，而总部的 2000 人中有 50%以上的人持有博士学 位。风险方面，一款商用发动机的寿命在 40 年以上，作为主力发动机的时间也在 20-30 年，为了增加可靠性、 降低成本，航空公司在很长一段时间内只会选择一个系列的发动机产品，因此一旦公司的某一代发动机在市场 上变现不佳，那么公司将会失去 20 到 30 年的市场。飞机的动力系统十分复杂，根据航空发动机的结构拆分， 大致可以分为风扇增压级（也称低压压气机）、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、加力燃烧室及尾喷 口、控制系统（机械传动、外部管路、引气放气等）等子系统，各子系统功能如下： 风扇增压级位于发动机前端，吸入空气并进行初步增压和整流，实现内外涵空气流量分配。外涵的空气加 速产生推力，内涵的空气进入核心机进一步增压，支持燃烧室燃烧并驱动后续涡轮运转。
高压压气机通过转子旋转压缩气流，再通过静叶膨胀增压，气流在收敛流道中逐级加速和增压，最终使进 入燃烧室的气流达到所需的压力和速度。
燃烧室通过燃油喷嘴雾化并调节油量，在压气机出口的高速气流中形成稳定的点火和燃烧区域。高压空气 与雾化燃料混合后，经点火器点燃，稳定释放燃料的内能。
高压涡轮通过导叶收敛通道加速燃烧室排出的高温高压燃气，冲击涡轮转叶，将部分热能和压力能转化为 旋转机械功，驱动压气机及其他附件。
低压涡轮是利用高压涡轮后的高速高压燃气，充分膨胀，冲击低涡转子带动风扇增压级旋转做功的装置 加力燃烧室通过向涡轮后燃气流中喷入燃油，在不改变发动机最大转速和涡轮前燃气温度的情况下，利用 剩余氧气进一步燃烧，提升燃气温度和速度。尾喷口的主要功能是加速膨胀燃气并转化热能为动能，产生推力； 同时，通过调节喷管面积和方向，改变发动机工作状态和推力方向。
