自20世紀20年代開始，人們設計出半硬殼式機身和具備翼型空間的機翼，飛機性能大幅度提高。于是對材料有了新的要求，在局部受力處，比如發動機架和整流罩等部位更多采用了金屬零件，但翼面、舵面和后機身仍部分采用布蒙皮，也即所謂的飛機“半金屬結構”。  安遜飛機后部和翼面采用布蒙皮，前機身采用鋁結構，是30年代典型的飛機特征 1906年，德國冶金學家發明了可以時效強化的硬鋁，又稱“杜拉鋁”，使后來制造全金屬結構的飛機成為可能…… 20年代，有極個別機型開始試用強度提高的硬鋁合金，硬鋁合金替代了原先制作飛機骨架和翼肋的木頭條，也少量替代了承力較大的布質機翼蒙皮。但當時飛機上的非承力部件，依然采用低成本的“木布結構”。  半硬殼結構 當時，在前蘇聯等國，也曾有設計師嘗試用“取之不盡”的鋼材來制造飛機，甚至是小客機。由于鋼的比重大大高于鋁，所以，對于“為節約每一克結構重量而奮斗”的飛機設計師而言，這肯定不是個好主意。重金屬不屬于航空器！它的使用，將嚴重惡化飛機的飛行性能或使用效能，顯而易見，怪異的“鋼鐵飛機”最終被放棄也是意料之中的事情。 1910～1925年以后，許多國家逐漸用鋼管代替木材作機身骨架，用鋁板作蒙皮，制造出“全金屬結構”飛機。全金屬結構飛機提高了結構強度，改善了氣動外形，使飛機外形更光順，性能得到了明顯提高。至40年代，全金屬結構飛機的時速已超過 600公里。  J.9世界最早的全金屬機構飛機 然而，將硬鋁板材做到極端的也大有人在，作為當時的航空先進國，德國和美國于30年代后期都嘗試使用一種被壓成細波紋狀的薄鋁板做飛機表面的蒙皮。這樣的形狀可以額外增加其縱向強度。世界第一架“為客機而設計的客機”容克F.13和其他一系列容克、福克、福特品牌的客機或運輸機都成功采納過這種外部材料。  第一代軍用運輸機Ju52就采用承力的波紋鋁板做蒙皮 需要特別指出的是，直到目前為止，硬鋁仍然是全球飛機的主要用材！ 到20世紀40年代的二戰時期，不少國家因戰爭原因，有色金屬、特別是航空用鋁庫存量告急，一些工廠居然又做起“木頭飛機”的復古夢。作為最成功的例子，皇家空軍的“蚊”式戰斗轟炸機是當時最享盛名的機型之一，木頭飛機大量使用膠水粘合結構件，不僅堅固耐用、作戰效能也不錯。 進入50年代以后，人類跨入超音速時代，飛機材料特別注重耐高溫指標（指渦輪噴氣發動機的高溫構件、超音速飛行時飛機外表產生的摩擦熱和噴氣發動機尾噴口附近的燃熱傳導）。人們開始尋求全新的高強度耐熱材料。于是出現了航空專用的既堅固又耐熱的鈦合金和不銹鋼。其中，鈦合金的研制成功和應用對克服機翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用。但也需要指出的是，它們特別不易加工，同時因比重大，通常只限于用在特殊部位、內部骨架和起落架支柱等部位。 作為特例，這些特殊鋼材也曾大范圍使用在極個別的特種飛機上。比如60年代出現了能在3萬米高空作3倍音速飛行的全鈦結構間諜飛機SR-71、半鈦結構3倍音速戰斗機米格-25，以及不銹鋼材料占機體結構總重達七成的洲際轟炸機XB-70。  超性能間諜飛機SR-71曾大量采用不銹鋼 |
