纖維復合材料特別是碳纖維復合材料，在現代飛機上獲得了廣泛應用。與西方比較俄羅斯研究及應用碳纖維材料時間稍晚一些，上世紀70年代才著手研究。當時前蘇聯國家石墨結構材料研究所、全蘇聚合物纖維研究所，以及今日的全俄航空材料研究院，生產出拉伸強度2500～3000MPa、拉伸模量250GPa的高強度碳纖維，以及模量400～600GPa的高模量碳纖維。后來又研究出4000—5000MPa的中模量碳纖維。總體上看俄羅斯的碳纖維產品性能水平不如美日水平高。從高強度纖維產品來看，俄羅斯的YKH、BMH比目前通用的T300大約低1000Mpa。俄羅斯高模量纖維400～600GPa，與日本M40J、M60J相近。在中模碳纖維方面與美國的T800H及T1000G有一定差距，在模量相同的條件之下，后者的強度高出500～1000MPa。不過在有機纖維芳綸方面，俄羅斯遠遠超過了西方，其強度超過1000—2000MPa；用有機纖維增強的復合材料，強度達到2100—2800MPa，超過了碳纖維增強環氧復合材料；而芳綸纖維增強復合材料，除用作承力結構也用于內裝飾件。而西方有的公司鑒于芳綸纖維強度低，已不再將其用于承力結構，而只用于內裝飾件。
全俄航空材料研究院、航空工藝研究院，以及奧布林斯克研究及生產企業，與俄羅斯航空工業設計局，開發了碳纖維增強復合材料生產及產品制造技術。1976年巴拉科沃纖維聯合股份公司，開始了碳纖維復合材料的批生產。此后全俄航空材料研究所，開發了20余種力學性能、工藝性能和工作范圍不同的結構用碳纖維復合材料。近年該研究院對碳纖維復合材料，進行了性能的很大改進，最多的改進效果達2倍。拉伸強度提高200MPa、壓縮強度150MPa、剪切及疲勞強度達500MPa、彈性模量達到200GPa、工作溫度可達到400℃。與此同時全俄航空材料研究院還與俄羅斯科學院及航空工業的一些主要設計局研究解決了碳纖維復合材料及其制品生產中的各種基礎理論、應用、工藝及管理方面的問題，同時解決了用這些材料來設計、試驗，及在零件上應用方面的問題。全俄航空材料研究院與中央空氣動力研究院及航空航天工業的主要設計局共同努力積累了用碳纖維復合材料設計、制造及應用方面的經驗。在俄羅斯一些飛機制造企業建立了碳纖維復合材料生產車間，有烏里揚諾夫航空生產聯合企業、沃尤涅茨飛機制造聯合股份公司、魯克霍維茨機械制造廠、庫默塔阿申涅耶夫航空生產協會以及奧布林斯克研究及生產企業。
這些生產單位都配備了專用的生產設備。例如預浸帶及織物預浸裝置、壁板，及大尺寸結構的自動鋪帶設備、可在15個大氣壓及300℃進行固化的大尺寸熱壓罐、纖維纏繞機、拉擠機以及超聲無損檢測設備。這些設備都屬現代化的設備。碳纖維復合材料在俄羅斯飛機上應用過程與西方基本相似，首先在安—24、安—22、雅克40和伊爾—86等飛機上用于一些次要結構件以考驗其性能，得到的數據表明碳纖維復合材料有良好的可靠性及減重效果。于是逐漸擴大應用到新一代飛機上如米格—29上，用量占飛機結構重量的7%；用于垂尾、減速板等次要結構，用量已超過F—16飛機。起飛重量超過美國C—5A的安—124遠程運輸機是成功應用復合材料的另一例子，全機用了5500kg復合材料，1500㎡機體表面采用了復合材料，單此一項可減重1800kg。其他如安—72、安—225、圖—160、雅克—42固定機翼干線飛機；蘇—29和蘇—31體育飛機；米—28、卡—32直升機以及Д—36、Д—18、ПC—90渦輪發動機都用了大量復合材料。正開發的新一代機復合材料用量更大，值得一提的有雅克—141，其復合材料用量達到26%，用于機翼、尾翼及部分機身。與AV—8B的水平大致相當。
根據俄羅斯新近出版的資料分析，S—37復合材料的用量占結構重量的21%，由于它是前掠翼戰斗機，機翼90%采用了復合材料，實現了氣動彈性剪裁，即當機翼前緣在升力作用下向上彎曲時，通過復合材料鋪層控制可使前緣向下扭轉。在這種情況下如果采用金屬機翼，則有可能產生結構上的破壞。此項技術在80年代中期的X—29及90年代的蘇霍伊驗證機上得到驗證。在1.42戰斗機上復合材料用量，在原型機上占16%、在生產型上占30%。另一個引人注目的是：卡—50武裝直升機上的復合材料的應用。卡—50是前蘇聯根據阿富汗戰場的經驗，研制用來代替米—24的機種，要求機體90%部位能抗12.7mm機槍的射擊，它的主承力機身結構及旋翼都用了碳纖維復合材料，卡—50的裝甲座艙安裝在復合材料盒形梁上，梁是一個主承力構件，由5層復合材料制成，外層為10mm厚的碳/環氧，內外2層為20mm的芳綸/環氧，2者之間的一層為15mm的Nomex蜂窩/環氧，整個厚度達75mm。據報道卡—50可以抗12.7mm機槍及23mm航炮的射擊。在西方武裝直升機上，復合材料用量也不少，但像卡—50那樣在機身上，用如此多復合材料還不多見。
由于復合材料特別是碳纖維復合材料，在俄羅斯機種上的使用，減少了50%的構件數，取消了部分鉆鉚工序，減少12%～15%的勞動量，生產周期縮短20%～50%。復合材料引入飛機的直接效果自然是減重，減重的大小又取決于復合材料的力學性能及其在結構重量中所占的百分比，這個百分比在俄羅斯飛機上已達到30%左右，不久可能達到40%。如果按體積計60%將可能是復合材料；機體表面的80%是復合材料。復合材料在飛機結構重量比中占多少為宜？這主要取決于使用的可行性與經濟性。這里有一個最低的即臨界的極限，此極限取決于飛機的類型及其所承擔的任務一因其伸縮范圍大。例如對機體來說這個極限的下限為20%～25%。超過臨界極限就可產生減重的連鎖效應：表現為飛機起飛重量減少，從而降低發動機功率，導致發動機重量的減少，從而降低油耗及燃油重量。這樣一來降低了起落架的載荷，從而降低其構件重量。而發動機、起落架、燃油箱重量的降低，又會改善氣動阻力系數，進一步降低油耗，使飛機結構重量降低。連鎖效應的結果最后使飛機的起飛重量進一步再降低。