Один из старейших экспонатов музея — АНТ-2, первый в СССР цельнометаллический самолет, построенный А. Туполевым в 1924 г. Гофрированная обшивка и каркас этого трехместного пассажирского аэроплана сделаны из сплава «кольчугалюминий», получившего такое название по месту его производства — Кольчугинского завода ОЦМ.
За первенцем алюминиевой авиации последовало создание большого числа других самолетов — истребителей, бомбардировщиков, разведчиков, имевших обшивку из гофрированных листов дюралюмина. Она, однако, ограничивала скорость полета до 220—250 км/ч из-за повышенного сопротивления воздуха. Поэтому в середине 1930-х годов начали применять гладкую обшивку. В Монино представлен скоростной бомбардировщик СБ (также конструкции Туполева). В его крыльях и обшивке использованы трубы, профили и листы из сплава Д1. Соответственно, скорость полета у СБ была почти в 2 раза выше, чем у бомбардировщика ТБ (с гофрированной обшивкой) — до 430 км/ч. СБ с успехом воевали в Испании и Китае, даже бомбили японские базы на острове Формоза (нынешний Тайвань).
К сожалению, все эти самолеты погибли во время Великой Отечественной войны либо были сданы на лом. В Монино находится единственный сохранившийся экземпляр, который потерпел катастрофу еще до войны и был найден в дальневосточной тайге.
В предвоенные годы в нашей авиации нашли применение трубы из хромомолибденовой стали. Самолет-разведчик Р5 (конструктор Н. Поликарпов), выпущенный в количестве 7 тыс. шт. в 1928—1933 гг., обладал цельнодеревянной конструкцией, но его моторная рама была сделана из труб стали 30ХГСА и дюралюминиевых коробчатых профилей. Дальний бомбардировщик ДБ-3 (конструктор С. Илюшин) имел лонжероны крыльев и U-образные профили фюзеляжа из стали ХМА. На нем экипаж В. Коккинаки осуществил беспосадочный перелет из Москвы в США, а в августе—сентябре 1941 г. ДБ-3ф совершил десять налетов на Берлин. Всего было изготовлено 6,734 тыс. экземпляров ДБ-3 и ДБ-3ф.
В Монино демонстрируется бронированный штурмовик Ил-10М, представляющий собой более совершенную модификацию знаменитого Ил-2. На Ил-10 установлена комбинированная броня из стали (толщиной 4—16 мм) и дюралюминия (4—6 мм). При весе в 5,57 т он летал со скоростью 507 км/ч. Такие машины успешно сражались на заключительном этапе Второй мировой войны, после ее окончания стояли на вооружении в странах Варшавского договора и участвовали в корейской войне 1950—1953 гг.
Лучшим фронтовым бомбардировщиком войны с фашистской Германией признан Ту-2: высокая скорость (530 км/ч), хорошая защищенность и большая грузоподъемность обеспечили ему долгую жизнь. В немалой степени этому поспособствовали лонжероны крыльев и толстая обшивка из прочного дюралюмина Д16Т. За период 1941—1948 гг. на отечественных заводах выпустили свыше 3,3 тыс. Ту-2.
После победы в Великой Отечественной войне в авиацию пришли турбореактивные двигатели, резко повысившие скорость самолетов. Их большую мощность обеспечивала турбина, лопатки которой омывали газы с температурой более 1000 оC. Противостоять подобной нагрузке могли лишь жаропрочные никелевые суперсплавы.
Турбореактивными двигателями оснащался уже первый реактивный истребитель МиГ-9, летевший со скоростью 950 км/ч. Его более скоростного собрата Миг-15 прозвали «самолет-солдат». Во время корейской войны Миг-15 сбил свыше 1,3 тыс. американских бомбардировщиков и истребителей, включая летающие крепости Б-29. Для сравнения: потери наших МиГ-15 за всю историю существования составили всего лишь 230 машин.
Самым скоростным и высотным был истребитель МиГ-25, легко преодолевавший звуковой и тепловой барьеры. Во время полета его обшивка нагревалась до 300 оC, поэтому 80% конструкции самолета составляла жаропрочная никелевая сталь ВИС, 11% приходилось на алюминиевый термостойкий сплав Д19, 8% — на титан.
В 1963 г. конструктор А. Яковлев создал вертикально взлетающий штурмовик Як-38, предназначавшийся для базирования на авианосцах. В его конструкции применялся сплав «1420» системы алюминий-магний-титан, позволивший получить выигрыш в массе 12—16% по сравнению с дюралюмином.
В конце 1950-х годов ОКБ В. Мясищева построило стратегический бомбардировщик ЗМ, способный заправляться в воздухе и нести 24 т бомб на расстояние более 15 тыс. км. Для него прокатывали толстые (6 мм) листы размером 1,8х6,8 м и прессовали длинномерные профили (до 12 м) из прочного алюминиевого сплава В95.
В монинском музее стоит уникальный бомбардировщик-ракетоносец Су-100 со скоростью 3,2 тыс. км/ч и дальностью полета 7 тыс. км. Для сопротивления нагреву его обшивку изготавливали из титановых сплавов и нержавеющей стали.
В 1969 г. ОКБ М. Миля выпустило крупнейший в мире вертолет Ми-12, установивший до сих пор не побитый рекорд подъема 40,2 т груза на высоту 2,2 км. Ми-12 оснастили двумя гигантскими роторами (диаметр 35 м) из сплавов АВ и АД33. Для их производства были построены станы холодной прокатки, позволявшие выпускать трубы переменного сечения и длины.
Последняя модель милевского вертолета — Ми-26 взлетной массой 56 т — имеет восьмилопастной ротор диаметром 32 м, позволявший поднять в воздух наиболее тяжелый американский вертолет Сикорского S-65 грузоподъемностью 8 т (в 2,5 раза меньше, чем у Ми-26).