Der Begriff Aircraft umfasst bemannte und unbemannte Luftfahrzeuge, deren werkstoffliche und strukturelle Auslegung stark durch aerodynamische, mechanische und sicherheitsrelevante Anforderungen bestimmt wird. Aus werkstofftechnischer Sicht stehen Leichtbau, Ermüdungsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schadenstoleranz im Vordergrund.

Traditionell wurden Flugzeugstrukturen überwiegend aus hochfesten Aluminiumlegierungen (z. B. 2xxx- und 7xxx-Serien) gefertigt, die ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Dichte, gute Umformbarkeit und schweiß- bzw. nietgerechtes Verhalten bieten. Moderne Verkehrs- und Militärflugzeuge weisen dagegen einen hohen Anteil faserverstärkter Polymerverbunde (CFK, GFK) in Rumpf, Tragflächen und Leitwerken auf, um Masse zu reduzieren und strukturelle Steifigkeit zu erhöhen. Titanlegierungen kommen in hochbelasteten, korrosionskritischen oder hochtemperierten Bereichen (z. B. Triebwerksnahbereich, Fahrwerk, Befestigungselemente) zum Einsatz.

Zentrale werkstoffwissenschaftliche Herausforderungen sind die Prognose von Ermüdung und Risswachstum unter spektralen Lastkollektiven, die Modellierung von Impact- und Delaminationsverhalten bei Verbundwerkstoffen, sowie die Sicherstellung langfristiger Korrosions- und Alterungsbeständigkeit. Hinzu kommen Fragen der Fertigungstechnologie (z. B. additive Fertigung für Strukturbauteile, Automated Fiber Placement für CFK-Laminate) und der zerstörungsfreien Prüfung zur Zustandsüberwachung (Structural Health Monitoring).

Aktuelle Entwicklungen betreffen hybride Strukturen (Metall-CFK-Verbindungen), funktionsintegrierte Werkstoffe (z. B. integrierte Sensorik) sowie temperatur- und oxidationsbeständige Superlegierungen und keramische Verbunde in Triebwerken, um Wirkungsgrad und Emissionsverhalten zu verbessern.