2.2.6 飛機結構設計與載荷/環境譜

從新機型研制的過程來說，飛機結構設計是將飛機機體構思變成產品實體的技術文件的擬定。飛機結構設計之前，結構設計人員必須首先知道結構設計所必須的一些原始條件，而飛機的載荷和環境就是其中最重要的原始條件之一。

其實，任何一種設計思想的飛機結構設計，載荷和環境都是飛機結構設計的前提條件和基本輸入，并且獲取和確定飛機結構載荷和環境也是飛機結構設計的一項重要內容。

現從飛機結構設計中載荷和強度之間的關系來作進一步分析。我們知道，飛機結構強度計算、分析和校核是飛機結構設計的一項重要內容。從傳統的強度概念來說，飛機結構強度是指在嚴重受載情況下，飛機機體抵抗破壞的能力。傳統強度一般包括靜強度、動強度、疲勞強度和熱強度。從現代飛機設計思想來說，耐久性和損傷容限也納入結構強度范疇，只不過兩者不屬于傳統強度概念，而是屬于以斷裂力學為基礎的斷裂強度范疇。廣義強度包括傳統強度和斷裂強度，剛度也可納入廣義強度范疇。

不管是傳統強度或廣義強度，飛機載荷和環境是飛機結構強度計算和強度校核的基本輸入，也是飛機結構強度是否滿足飛機結構設計要求的最重要條件，這也可以從圖2-3中的飛機結構可靠性設計基本流程中看出。從該圖可知，在飛機結構設計過程中，根據載荷、環境和材料基本輸入數據，來初步確定飛機結構型式和結構尺寸，與此同時進行結構應力分析和強度計算以及各構件的可靠度計算，如果滿足設計要求就輸出，如果不滿足，重新更改結構型式和結構尺寸，并再進行相應的應力分析和強度校核，直到滿足設計要求為止，這是一個反復迭代的過程。

對于安全壽命設計、耐久性設計、損傷容限設計以及2.2.5節敘述的抗腐蝕疲勞設計來說，載荷/環境譜與飛機結構設計的關系就更直接更密切了。載荷/環境譜不僅是飛機結構設計的前提條件和基本輸入，編制載荷/環境譜還是飛機結構設計的重要組成部分。從圖2-4的飛機結構抗腐蝕疲勞設計基本方法框架可以看出，飛機結構抗腐蝕疲勞設計主要由四大部分組成：編譜、分析、試驗和腐蝕防護，而其中的編制載荷/環境就成為第一大重要組成部分，由此可見載荷/環境譜在飛機結構設計中的地位和作用。